(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-11-28
(54)【発明の名称】アンビリカルコネクタを通じた軌道内宇宙船の整備
(51)【国際特許分類】
B64G 1/10 20060101AFI20221118BHJP
B64G 1/64 20060101ALI20221118BHJP
B64G 4/00 20060101ALI20221118BHJP
B64G 1/66 20060101ALI20221118BHJP
【ＦＩ】
B64G1/10 500
B64G1/64 600
B64G4/00 105
B64G1/66 B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021564897
(86)(22)【出願日】2020-09-22
(85)【翻訳文提出日】2022-03-23
(86)【国際出願番号】 IB2020058852
(87)【国際公開番号】W WO2021059134
(87)【国際公開日】2021-04-01
(31)【優先権主張番号】62/904,715
(32)【優先日】2019-09-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520428498
【氏名又は名称】アストロスケール イスラエル リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ハルスバンド，アリー
(72)【発明者】
【氏名】シャミール，ラミ
(72)【発明者】
【氏名】ターセ，ネボ
(57)【要約】
宇宙船のアンビリカルコネクタを通じて軌道内整備を提供するための宇宙船整備システム。一実施形態において、マニピュレータアームは、サービサ宇宙船とクライアント宇宙船のアンビリカルコネクタとの間において電気接続を形成するべくサービサアンビリカルを操作しており、アンビリカルコネクタは、従来においては、地上に基づいた動作にのみ使用されている。１つの特徴において、電力又はソフトウェアアップグレードをクライアント宇宙船に提供するべく、電気接続が使用されている。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軌道内宇宙船整備システムであって、サービサ宇宙船を有し、前記サービサ宇宙船は、
サービサボディと、
前記ボディから延在しクライアント軌道内宇宙船に係合するべく動作するキャプチャアームの組と、
前記サービサボディに装着されたサービサアンビリカル第１端部及びサービサアンビリカル端部コネクタを装備したサービサアンビリカル第２端部を有する少なくとも１つのサービサアンビリカルであって、前記サービサアンビリカル端部コネクタは、前記クライアント軌道内宇宙船のクライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するように構成されている、サービサアンビリカルと、
前記サービサボディに結合されたマニピュレータアーム第１端部、及び前記サービサアンビリカル第２端部に装着し、これを操作するように構成されたマニピュレータアーム第２端部を有するマニピュレータアームと、
前記マニピュレータアームを制御するべく動作するプロセッサと、
を有し、
前記マニピュレータアームは、前記サービサアンビリカル端部コネクタと前記クライアントアンビリカルコネクタとの間において接続を形成するべく前記サービサアンビリカル第２端部を操作している、システム。
【請求項2】
前記接続は、電気接続である、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記サービサ宇宙船は、補助電源を更に有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項4】
前記補助電源によって提供される電力は、前記電気接続を通じて前記サービサ宇宙船から前記クライアント軌道内宇宙船に転送されている、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記ボディから着脱自在であり前記クライアント軌道内宇宙船に装着するように構成されたサービスパッケージを更に有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項6】
前記サービスパッケージは、前記接続を通じて電力を前記クライアント軌道内宇宙船に提供している、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記キャプチャアームの組は、選択可能なインターフェイスリングクロッキング位置において前記クライアント軌道内宇宙船のインターフェイスリングに係合している、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記サービサアンビリカル端部コネクタと前記クライアントアンビリカルコネクタとの間において形成された前記接続は、前記マニピュレータアームが前記サービサアンビリカル端部コネクタから取り外された後に、保護された状態において留まっている、請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記サービサアンビリカルは、電力及び電気信号の少なくとも１つを前記クライアント軌道内宇宙船に転送するように構成された電気ケーブルの組を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項10】
前記サービサアンビリカル端部コネクタは、少なくとも１つのセンサに結合されており、前記少なくとも１つのセンサは、前記クライアントアンビリカルコネクタとの間に前記接続を形成するために前記サービサアンビリカル端部コネクタを支援するべくセンサデータを前記プロセッサに提供している、請求項１に記載のシステム。
【請求項11】
前記少なくとも１つのセンサは、マイクロカメラである、請求項１０に記載のシステム。
【請求項12】
前記サービサアンビリカル端部コネクタは、延長ガイドに更に結合されており、前記延長ガイドは、クライアントアンビリカルコネクタのｚ軸との間のサービサアンビリカル端部コネクタのアライメントを促進するべく前記サービサアンビリカル端部コネクタから円錐形状の延長部を形成している、請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
軌道内宇宙船整備システムであって、サービサ宇宙船を有し、前記サービサ宇宙船は、
サービサボディと、
前記サービサボディから延在しクライアント軌道内宇宙船に係合するべく動作する２つ以上のキャプチャアームの組と、
前記サービサボディに装着されたサービサアンビリカル第１端部及びサービサアンビリカル端部コネクタを装備したサービサアンビリカル第２端部を有する少なくとも１つのサービサアンビリカルであって、前記サービサアンビリカル端部コネクタは、前記クライアント軌道内宇宙船のクライアントアンビリカルコネクタとの接続を形成するように構成されている、サービサアンビリカルと、
前記サービサボディに結合されたマニピュレータアーム第１端部及びセンサを装備したマニピュレータアーム第２端部を有し、前記サービサアンビリカル第２端部を操作するように構成されたマニピュレータアームと、
補助電源と、
前記マニピュレータアームを制御するべく動作するプロセッサと、
を有し、
前記センサは、前記クライアントアンビリカルコネクタとの間に前記接続を形成するために前記サービサアンビリカル端部コネクタを支援するべくセンサデータを前記プロセッサに提供しており、
前記サービサアンビリカルは、電力及び電気信号を前記クライアント軌道内宇宙船に転送するように構成された電気ケーブルの組を有し、
前記補助電源は、前記サービサアンビリカルを通じて電力を前記サービサ宇宙船から前記クライアント軌道内宇宙船に提供しており、
前記マニピュレータアームは、前記サービサアンビリカル端部コネクタと前記クライアントアンビリカルコネクタとの間において接続を形成するべく前記サービサアンビリカル第２端部を操作している、システム。
【請求項14】
軌道内宇宙船を整備する方法であって、サービサ宇宙船を提供することであって、前記サービサ宇宙船は、
サービサボディと、
前記サービサボディから延在しクライアント軌道内宇宙船に係合するべく動作するキャプチャアームの組と、
前記サービサボディに装着されたサービサアンビリカル第１端部及びサービサアンビリカル端部コネクタを装備したサービサアンビリカル第２端部を有する少なくとも１つのサービサアンビリカルであって、前記サービサアンビリカル端部コネクタは、前記クライアント軌道内宇宙船のクライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するように構成されている、サービサアンビリカルと、
前記サービサボディに結合されたマニピュレータアーム第１端部及び前記サービサアンビリカル第２端部を操作するように構成されたマニピュレータアーム第２端部を有するマニピュレータアームと、
前記マニピュレータアームを制御するべく動作するプロセッサと、
を有する、ことと、
前記キャプチャアームの組を使用して前記サービサ宇宙船と前記クライアント軌道内宇宙船を結合することと、
前記サービサアンビリカル第２端部を前記クライアントアンビリカルコネクタに隣接する位置に位置決めするべく前記マニピュレータアームを制御することと、
前記クライアントアンビリカルコネクタ内に前記サービサアンビリカル端部コネクタをプラグ結合することと、
を有し、
前記サービサ宇宙船と前記クライアント軌道内宇宙船との間において電気接続が形成されている、方法。
【請求項15】
前記電気接続を通じて前記クライアント軌道内宇宙船に前記サービサ宇宙船の補助電源ユニットから電力を転送するステップを更に有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
前記電気接続を通じて前記クライアント軌道内宇宙船に前記サービサ宇宙船から電気信号を転送するステップを更に有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項17】
前記サービサアンビリカル端部コネクタを前記クライアントアンビリカルコネクタの選択されたクロック位置に回転させるステップを更に有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項18】
前記サービサアンビリカル第２端部上において取り付けられたセンサからの信号の組を処理するステップを更に有し、前記信号の組は、前記クライアントアンビリカルコネクタに隣接する位置への前記サービサアンビリカル第２端部の正確な位置決めを可能にしている、請求項１５に記載の方法。
【請求項19】
前記キャプチャアームの組は、前記クライアント軌道内宇宙船のインターフェイスリングに係合している、請求項１４に記載の方法。
【請求項20】
前記キャプチャアームの組は、前記クライアント軌道内衛星のｚ軸を中心として前記クライアント軌道内衛星を回転させるように構成されており、前記マニピュレータアームは、３つの自由度により、動作している、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年９月２４日付けで出願され、In-orbit Service to a Spacecraft Through Its External Connectorsという名称を有する米国仮特許出願第６２／９０４，７１５号の非仮特許出願であり、及びその利益を主張するものであり、この特許文献の開示内容は、引用によってそのすべてが本明細書に包含される。
本出願は、２０１９年９月２４日付けで出願され、In-orbit Service to a Spacecraft Through Its External Connectorsという名称を有する米国仮特許出願第６２／９０４，７１５号の非仮特許出願であり、及びその利益を主張するものであり、この特許文献の開示内容は、引用によってそのすべてが本明細書に包含される。
【0002】
分野
本開示は、一般に、宇宙物体の整備を提供するための使用のシステム及び方法に関し、更に詳しくは、宇宙船のアンビリカルコネクタを通じた宇宙船の軌道内整備を提供するための使用のシステム及び方法に関する。
本開示は、一般に、宇宙物体の整備を提供するための使用のシステム及び方法に関し、更に詳しくは、宇宙船のアンビリカルコネクタを通じた宇宙船の軌道内整備を提供するための使用のシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【0003】
背景
地上及び打ち上げ動作の全体を通じて、宇宙船に搭載された内部システムとの間の接続は、宇宙船の外側表面上の電気接続インターフェイスを通じて実行されている。例えば、地上におけるサブシステムの試験は、外側保護層によってカバーされた状態において、サブシステムの状態がチェックされうる且つ試験プロトコルが実行されうる外側パネル上の専用のコネクタを通じて実現することができる。別の例は、打ち上げ動作の際に発射装置上にある状態において宇宙船が試験、監視、及び制御され、発射装置からの宇宙船の分離の際に発射装置側のその結合部分から分離される「アンビリカルコネクタ」と呼称されるコネクタである。
地上及び打ち上げ動作の全体を通じて、宇宙船に搭載された内部システムとの間の接続は、宇宙船の外側表面上の電気接続インターフェイスを通じて実行されている。例えば、地上におけるサブシステムの試験は、外側保護層によってカバーされた状態において、サブシステムの状態がチェックされうる且つ試験プロトコルが実行されうる外側パネル上の専用のコネクタを通じて実現することができる。別の例は、打ち上げ動作の際に発射装置上にある状態において宇宙船が試験、監視、及び制御され、発射装置からの宇宙船の分離の際に発射装置側のその結合部分から分離される「アンビリカルコネクタ」と呼称されるコネクタである。
【0004】
従来、宇宙船は、打ち上げの後にこれらの外部コネクタを通じて通信されるべく意図されてはおらず、その後のすべての通信は、地上からの電気通信を通じて（例えば、Ｃ、Ｘ、Ｋｕ、Ｓ帯域における地上との間の高周波（ＲＦ）送信によって）実行されている。例えば、メディア送信用の静止衛星は、発射装置の最後のステージから軌道内に分離されたら、二度と物理的接触状態になるべく意図されてはおらず、アンビリカルコネクタは、軌道内にある際に再度接続されるように設計されてはいない。搭載されたサブシステムとの間のすべての電気インターフェイスは、監視状態変数、ハウスキーピング、ソフトウェアパッケージのアップグレード、及び事故及び障害のトラブルシューティングを含むテレコマンドシステムによって仲介されている。この様な介入は、その特性が制限されており、例えば、宇宙船のその意図されたミッションの実行又は公称動作の実行を妨げるように電気通信システム自体に障害が発生した、誤動作した、又は性能が劣化した際には支援となりえない。同様に、電池セルの障害などの物理的障害は、システムの配線を再プログラミングすることによってのみでは、回復することができず、宇宙船の物理的構築ブロックをアップグレード及び改善することによってのみでも回復することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
軌道内宇宙船の整備は、めったに実行されてはおらず、実行される際にも、これは、通常、費用を所要する且つ専門的である試みである。例えば、ハッブル宇宙望遠鏡の整備は、複雑な且つ１回限りの専門的なハードウェア及び手順を必要とした。必要とされているものは、確実である、相対的に廉価である、且つ宇宙船の様々な組に適用可能である宇宙船を整備するためのシステム及び方法である。本開示は、クライアント宇宙船のアンビリカルコネクタを通じて軌道内宇宙船を整備するためのシステム及び方法を提供することにより、このニーズを解決している。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示のシステム及び方法によって可能とされる軌道内宇宙船の整備は、多くの形態を有することができると共に、時折の且つ長期にわたるものであってよい。例えば、電力が整備対象の宇宙船に提供されてもよく、サイバーセキュリティアップグレードを含むソフトウェアアップグレードが提供されてもよく、ソフトウェア保守を含むシステムレベルの保守が実行されてもよい。軌道の間における移動（例えば、待機又は墓場軌道から動作自在の静止軌道への移動）のための相対的に控えめな軌道調節及び姿勢制御を含む軌道の保守が実行されてもよい。軌道内整備は、時折のものであってもよく、これは、特定の相対的に短い持続時間の整備が実行されることを意味しており、或いは、長期間にわたるものであってもよく、これは、整備を実行する宇宙船が長期間にわたって整備対象の宇宙船とのドッキング状態に留まることを意味している。サービサ宇宙船は、時折の方式で又は長期にわたる方式で、サービサ／クライアント宇宙船システムの組合せの推進力及び運動量制御を提供することができる。
【0007】
概要
宇宙船のアンビリカルコネクタを通じた軌道内整備を提供するための軌道内宇宙船整備システムが提供されている。宇宙船整備システムは、サービサ宇宙船とクライアント宇宙船のアンビリカル外部コネクタとの間においてサービサアンビリカルを展開及び接続するコンピュータ制御されたマニピュレータアームを使用しているが、アンビリカルコネクタは、元々、地上に基づいた動作のためにのみ、設計され、従来、使用されており、通常は、手動的に接続され、任意のクライアントドッキング又はキャプチャシステムの一部分を構成してはいない。クライアント宇宙船のアンビリカル外部コネクタは、通常、地球とは反対側を向いており、これにより、地球（即ち、天底）と対向している宇宙船の動作自在のフォワードパネルと干渉することがない相対的に空間を有する後部宇宙船パネル上において配置されている。電気接続は、電力の転送、セキュリティアップグレードなどのソフトウェアアップグレード、クライアントソフトウェアの保守又は補修、などのような目的の組のために使用することができる。一実施形態において、サービサアンビリカルは、クライアント宇宙船から接続切断され、整備が完了した後にサービサ宇宙船上のその元の位置に畳まれている。別の実施形態において、サービサ宇宙船によって提供された着脱自在のサービスパッケージは、クライアント宇宙船に装着されクライアント宇宙船のアンビリカル外部コネクタを通じて電気的に接続されている。
宇宙船のアンビリカルコネクタを通じた軌道内整備を提供するための軌道内宇宙船整備システムが提供されている。宇宙船整備システムは、サービサ宇宙船とクライアント宇宙船のアンビリカル外部コネクタとの間においてサービサアンビリカルを展開及び接続するコンピュータ制御されたマニピュレータアームを使用しているが、アンビリカルコネクタは、元々、地上に基づいた動作のためにのみ、設計され、従来、使用されており、通常は、手動的に接続され、任意のクライアントドッキング又はキャプチャシステムの一部分を構成してはいない。クライアント宇宙船のアンビリカル外部コネクタは、通常、地球とは反対側を向いており、これにより、地球（即ち、天底）と対向している宇宙船の動作自在のフォワードパネルと干渉することがない相対的に空間を有する後部宇宙船パネル上において配置されている。電気接続は、電力の転送、セキュリティアップグレードなどのソフトウェアアップグレード、クライアントソフトウェアの保守又は補修、などのような目的の組のために使用することができる。一実施形態において、サービサアンビリカルは、クライアント宇宙船から接続切断され、整備が完了した後にサービサ宇宙船上のその元の位置に畳まれている。別の実施形態において、サービサ宇宙船によって提供された着脱自在のサービスパッケージは、クライアント宇宙船に装着されクライアント宇宙船のアンビリカル外部コネクタを通じて電気的に接続されている。
【0008】
一実施形態においては、軌道内宇宙船整備システムが開示されており、システムは、サービサボディと、サービサボディから延在しクライアント軌道内宇宙船と係合するべく動作するキャプチャアームの組と、サービサボディに装着されたサービサアンビリカル第１端部及びサービサアンビリカル端部コネクタを装備したサービサアンビリカル第２端部を有する少なくとも１つのサービサアンビリカルであって、サービサアンビリカル端部コネクタは、クライアント軌道内宇宙船のクライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するように構成されている、サービサアンビリカルと、サービサボディに結合されたマニピュレータアーム第１端部、及びサービサアンビリカル第２端部に装着され、これを操作するように構成されたマニピュレータアーム第２端部を有するマニピュレータアームと、マニピュレータアームを制御するべく動作するプロセッサと、を有するサービサ宇宙船を有し、この場合に、マニピュレータアームは、サービサアンビリカル端部コネクタとクライアントアンビリカルコネクタとの間において接続を形成するべくサービサアンビリカル第２端部を操作している。
【0009】
一態様において、接続は、電気接続である。別の態様において、サービサ宇宙船は、補助電源を更に有する。別の態様において、補助電源によって提供された電力は、サービサ宇宙船から電気接続を通じてクライアント軌道内宇宙船に転送されている。別の態様において、サービサは、サービサボディから着脱自在でありクライアント軌道内宇宙船に装着されるように構成されたサービスパッケージを更に有する。別の態様において、サービスパッケージは、接続を通じて電力をクライアント軌道内宇宙船に提供している。別の態様においては、キャプチャアームの組が、選択可能なインターフェイスリングクロッキング位置においてクライアント軌道内宇宙船のインターフェイスリングと係合している。別の態様において、サービサアンビリカル端部コネクタとクライアントアンビリカルコネクタとの間において形成された接続は、マニピュレータアームがサービサアンビリカル端部コネクタから取り外された後に、保護された状態に留まっている。別の態様において、サービサアンビリカルは、電力及び電気信号の少なくとも１つをクライアント軌道内宇宙船に転送するように構成された電気ケーブルの組を有する。別の態様において、サービサアンビリカル端部コネクタは、少なくとも１つのセンサに結合されており、この場合に、少なくとも１つのセンサは、クライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するためにサービサアンビリカル端部コネクタを支援するべくセンサデータをプロセッサに提供している。別の態様において、少なくとも１つのセンサは、マイクロカメラである。別の態様において、サービサアンビリカル端部コネクタは、延長ガイドに更に結合されており、この場合に、延長ガイドは、クライアントアンビリカルコネクタのｚ軸との間におけるサービサアンビリカル端部コネクタのアライメントを促進するべく、サービサアンビリカル端部コネクタから円錐形状の延長部を形成している。
【0010】
別の実施形態において、軌道内宇宙船整備システムが開示されており、システムは、サービサボディと、サービサボディから延在しクライアント軌道内宇宙船と係合するべく動作する２つ以上のキャプチャアームの組と、サービサボディに装着されたサービサアンビリカル第１端部及びサービサアンビリカル端部コネクタを装備したサービサアンビリカル第２端部を有する少なくとも１つのサービサアンビリカルであって、サービサアンビリカル端部コネクタは、クライアント軌道内宇宙船のクライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するように構成されている、サービサアンビリカルと、サービサボディに結合されたマニピュレータアーム第１端部及びセンサを装備しサービサアンビリカル第２端部を操作するように構成されたマニピュレータアーム第２端部を有するマニピュレータアームと、補助電源と、マニピュレータアームを制御するべく動作するプロセッサと、を有するサービサ宇宙船を有し、この場合に、センサは、クライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するためにサービサアンビリカル端部コネクタを支援するべくセンサデータをプロセッサに提供しており、サービサアンビリカルは、電力及び電気信号をクライアント軌道内宇宙船に転送するように構成された電気ケーブルの組を有し、補助電源は、サービサ宇宙船からサービサアンビリカルを通じてクライアント軌道内宇宙船に電力を提供し、マニピュレータアームは、サービサアンビリカル端部コネクタとクライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するべくサービサアンビリカル第２端部を操作している。
【0011】
更に別の実施形態において、軌道内宇宙船を整備する方法が開示されており、方法は、サービサボディと、サービサボディから延在しクライアント軌道内宇宙船に係合するべく動作するキャプチャアームの組と、サービサボディに装着されたサービサアンビリカル第１端部及びサービサアンビリカル端部コネクタを装備したサービサアンビリカル第２端部を有する少なくとも１つのサービサアンビリカルであって、サービサアンビリカル端部コネクタは、クライアント軌道内宇宙船のクライアントアンビリカルコネクタとの間に接続を形成するように構成されている、サービサアンビリカルと、サービサボディと結合されたマニピュレータアーム第１端部及びサービサアンビリカル第２端部を操作するように構成されたマニピュレータアーム第２端部を有するマニピュレータアームと、マニピュレータアームを制御するべく動作するプロセッサと、を有するサービサ宇宙船を提供することと、キャプチャアームの組を使用してサービサ宇宙船とクライアント軌道内宇宙船を結合することと、サービサアンビリカル第２端部をクライアントアンビリカルコネクタに隣接した位置に位置決めするべくマニピュレータアームを制御することと、サービサアンビリカル端部コネクタをクライアントアンビリカルコネクタ内にプラグ結合することと、を有し、この場合に、電気接続が、サービサ宇宙船とクライアント軌道内宇宙船との間において形成されている。
【0012】
一態様において、方法は、電気接続を通じてサービサ宇宙船の補助電源ユニットからクライアント軌道内宇宙船に電力を転送するステップを更に有する。別の態様において、方法は、電気接続を通じてサービサ宇宙船からクライアント軌道内宇宙船に電気信号を転送するステップを更に有する。別の態様において、方法は、サービサアンビリカル端部コネクタをクライアントアンビリカルコネクタの選択されたクロック位置に回転させるステップを更に有する。別の態様において、方法は、サービサアンビリカル第２端部上において取り付けられたセンサからの信号の組を処理するステップを更に有し、信号の組は、クライアントアンビリカルコネクタに隣接した位置へのサービサアンビリカル第２端部の正確な位置決めを可能している。別の態様において、キャプチャアームの組は、クライアント軌道内宇宙船のインターフェイスリングに結合している。別の態様において、キャプチャアームの組は、クライアント軌道内衛星のｚ軸を中心としてクライアント軌道内衛星を回転させるように構成されており、マニピュレータアームは、３つの自由度を伴って動作している。
【0013】
「少なくとも１つ」、「１つ又は複数」、及び「及び／又は」というフレーズは、その動作が接続的及び離接的の両方であるオープンエンド型の表現である。例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも１つ」、「Ａ、Ｂ、及びＣの１つ又は複数」、「Ａ、Ｂ、又はＣの１つ又は複数」、並びに「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」という表現のそれぞれは、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、一緒にＡ及びＢ、一緒にＡ及びＣ、一緒にＢ及びＣ、又は一緒にＡ、Ｂ、及びＣを意味している。
【0014】
「１つの（a）」又は「１つの（an）」エンティティという用語は、そのエンティティの１つ又は複数を意味している。従って、「１つの（a）」（又は、「１つの（an）」）、「１つ又は複数の」、及び「少なくとも１つの」という用語は、本明細書において相互交換可能に使用されうる。また、「有する（comprising）」、「含む（including）」、及び「有する（having）」という用語は、相互交換可能に使用されうることに留意されたい。
【0015】
本明細書において使用されている「自動的」という用語及びその変形は、プロセス又は動作が実行される際に、重要な人間による入力を伴うことなしに実行される任意のプロセス又は動作を意味している。但し、プロセス又は動作は、入力がプロセス又は動作の実行の前に受け取られた場合には、プロセス又は動作の実行が重要な又は重要ではない人間による入力を使用している場合にも、自動的でありうる。人間による入力は、このような入力がプロセス又は動作が実行されることになる方式に影響を及ぼす場合に、重要であると考えられる。プロセス又は動作の実行に同意する人間による入力は、「重要」であるとはみなされない。
【0016】
本明細書において使用されている「判定する」、「算出する」、及び「演算する」という用語及びこれらの変形は、相互交換可能に使用されており、任意のタイプの方法、プロセス、数学的演算又は技法を含む。
【0017】
「クライアント宇宙船」というフレーズは、クライアント通信衛星を含むクライアント衛星などの整備対象の軌道内において動作している宇宙船を意味している。
【0018】
「サービサ宇宙船」というフレーズは、クライアント宇宙船に対して軌道内整備を実行するべく軌道内において動作している宇宙船を意味している。
【0019】
「アンビリカルコネクタ」及び「クライアントアンビリカルコネクタ」というフレーズは、整備のために軌道内において使用されることを意図的に目的とした「整備コネクタ」とは対照的に、従来はクライアント宇宙船に対する電気接続として地上においてのみ使用されており、軌道内における使用が意図されてはいないクライアント宇宙船のコネクタを意味している。
【0020】
「サービサアンビリカル」というフレーズは、サービサ宇宙船とクライアントアンビリカルコネクタとの間を接続し、同一ではない場合にもクライアントアンビリカルコネクタと接続するべく地上において使用されるアンビリカルに類似しうる、ケーブルなどの電気コネクタを意味している。サービサアンビリカルは、サービサ宇宙船に直接的に接続していてもよく、或いは、電気コード、ハーネス、などを介して接続していてもよい。本明細書において使用されている「手段（means）」という用語には、米国特許法第１１２条第６段落に従ってその最も広い可能な解釈が付与されるものとする。従って、「手段」という用語を含む請求項は、本明細書において記述されているすべての構造、材料、又は行為、並びに、これらの均等物のすべてをカバーすることになる。更には、構造、材料、又は行為、並びに、これらの均等物は、概要、図面の簡単な説明、詳細な説明、要約、及び請求項自体内において記述されているすべてのものを含むことになる。
【0021】
製造の方法の様々な実施形態又は一部分は、これに加えて又はこの代わりに、例えば、符号の分析などのように、ソフトウェア及び／又はファームウェアにおいて部分的に実装することもできる。このソフトウェア及び／又はファームウェアは、一時的ではないコンピュータ可読ストレージ媒体内又は上において含まれている命令の形態を有することができる。これらの命令は、次いで、本明細書において記述されている動作の実行を可能にするべく１つ又は複数のプロセッサによって読み取られてもよく実行されてもよい。命令は、限定を伴うことなしに、ソースコード、コンパイル済みのコード、解釈済みのコード、実行可能コード、静的コード、動的コード、ファームウェアコード、及びこれらに類似したものなどの任意の適切な形態であってよい。このようなコンピュータ可読媒体は、限定を伴うことなしに、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気ディスクストレージ媒体、光ストレージ媒体、フラッシュメモリなどのような１つ又は複数のコンピュータによって読み取り可能な形態において情報を保存するための任意の有体の一時的ではない媒体を含みうる。
【0022】
以上の内容は、本開示のいくつかの態様の理解を提供するための本開示の簡単な概要である。この概要は、本開示及びその様々な態様、実施形態、及び／又は構成の広範な又はすべてを網羅した概要ではない。これは、本開示の主要な又は必須の要素を識別すること又は本開示の範囲を線引きすることを意図したものではなく、以下に提示される更に詳細な記述に対する導入部として簡単な形態において本開示の選択された概念を提示することを意図したものである。理解されるであろうように、単独で又は組合せにおいて、上述の又は以下に詳述されている特徴の１つ又は複数を利用する本開示のその他の態様、実施形態、及び／又は構成が可能である。また、本開示は、例示用の実施形態の観点において提示されているが、本開示の個々の態様は、別個に特許請求されうることを理解されたい。
【0023】
図面の簡単な説明
本開示については、同一の参照符号が同一の要素を表記している添付図面との関連において以下の詳細な説明によって容易に理解される。図面の要素は、必ずしも、互いの関係において正確な縮尺で描かれてはいない。同一の参照符号は、可能な場合に、図に共通している同一の特徴を表記するべく使用されている。
本開示については、同一の参照符号が同一の要素を表記している添付図面との関連において以下の詳細な説明によって容易に理解される。図面の要素は、必ずしも、互いの関係において正確な縮尺で描かれてはいない。同一の参照符号は、可能な場合に、図に共通している同一の特徴を表記するべく使用されている。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1A】本開示の軌道内宇宙船整備システムの一実施形態の斜視図表現であり、実施形態は、クライアント宇宙船とドッキングしたサービサ宇宙船を示している。
【図2】本開示の軌道内宇宙船整備システムの別の実施形態の斜視図表現であり、実施形態は、クライアント宇宙船とドッキングしたサービサ宇宙船を示す。
【図3】軌道内宇宙船整備システムの別の実施形態のブロック図表現である。
【図5】本開示の軌道内宇宙船整備システムの別の実施形態の斜視図表現であり、実施形態は、クライアント宇宙船とドッキングしたサービサ宇宙船を示しており、サービサ宇宙船は、統合されたサービサアンビリカルをそれぞれが有する２つのマニピュレータアームを有する。
【図6A】本開示の軌道内宇宙船整備システムの別の実施形態のクローズアップ平面図であり、実施形態は、クライアント宇宙船とドッキングしたサービサ宇宙船を示しており（キャプチャアームは、わかりやすさを目的として図示されていない）、マニピュレータアームは、第１マニピュレータアーム状態にあり、サービサアンビリカルは、第１サービサアンビリカル状態にある。
【図6B】本開示の軌道内宇宙船整備システムの別の実施形態のクローズアップ平面図であり、実施形態は、クライアント宇宙船とドッキングしたサービサ宇宙船を示しており（キャプチャアームは、わかりやすさを目的として図示されていない）、マニピュレータアームは、第２マニピュレータアーム状態にあり、サービサアンビリカルは、第２サービサアンビリカル状態にある。
【図6C】本開示の軌道内宇宙船整備システムの別の実施形態のクローズアップ平面図であり、実施形態は、クライアント宇宙船とドッキングしたサービサ宇宙船を示しており（キャプチャアームは、わかりやすさを目的として図示されていない）、マニピュレータアームは、第３マニピュレータアーム状態にあり、サービサアンビリカルは、第３サービサアンビリカル状態にある。
【図6D】本開示の軌道内宇宙船整備システムの別の実施形態のクローズアップ平面図であり、実施形態は、クライアント宇宙船とドッキングしたサービサ宇宙船を示しており（キャプチャアームは、わかりやすさを目的として図示されていない）、マニピュレータアームは、第４マニピュレータアーム状態にあり、サービサアンビリカルは、第４サービサアンビリカル状態にある。
【図7】プラグ結合、整備、及びプラグ結合解除動作の際のマニピュレータアーム及びサービサアンビリカル端部の動作の使用の方法のフロー図である。
【図8】サービサ宇宙船のマニピュレータアーム及びサービサ宇宙船のサービサアンビリカルの結合した端部が正確な制御動作の際に接続を形成するべく接近するのに伴うクライアント宇宙船端部コネクタのクローズアップ斜視図である。
【図9】クライアントアンビリカルコネクタの近傍における正確な制御動作の際のマニピュレータアーム及びサービサアンビリカル端部の動作の使用の方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
詳細な説明
以下、代表的な実施形態を詳細に参照することとする。以下の説明は、実施形態を１つの好適な実施形態に限定することを意図したものではない。逆に、これは、例えば、添付の請求項によって定義されている記述された実施形態の精神及び範囲内に含まれうる代替肢、変更、及び均等物をカバーすることを意図している。
以下、代表的な実施形態を詳細に参照することとする。以下の説明は、実施形態を１つの好適な実施形態に限定することを意図したものではない。逆に、これは、例えば、添付の請求項によって定義されている記述された実施形態の精神及び範囲内に含まれうる代替肢、変更、及び均等物をカバーすることを意図している。
【0026】
一般に、軌道内宇宙船整備システムは、宇宙船の利用可能なアンビリカルコネクタを通じて軌道内整備を提供するべく動作している。ドッキングの後に、宇宙船整備システムは、サービサ宇宙船とクライアント宇宙船のアンビリカルコネクタとの間においてサービサアンビリカルを接続するマニピュレータアームを使用している。アンビリカルコネクタは、従来、システムチェックアウト及び打ち上げ前動作などの地上に基づいた動作にのみ使用されている。サービサアンビリカルによって形成された電気接続は、確立されたら、限定を伴うことなしに、電力の転送、セキュリティアップグレードなどのソフトウェアのアップグレード、改善された侵入防止又はサイバーセキュリティ対策の追加、冗長性テレメトリ、トラッキング及び制御（ＴＴ＆Ｃ）サブシステム、クライアントソフトウェアの保守又は補修を提供するなどによるクライアントに対する冗長性の追加、などを含む任意の数の目的のために使用することができる。一実施形態において、サービサアンビリカルは、クライアント宇宙船から接続解除され整備が完了した後に、サービサ宇宙船上のその元の位置に畳まれている。別の実施形態において、サービサアンビリカルは、整備が完了した後に、クライアント宇宙船に接続された状態において留まっている。別の実施形態において、サービスパッケージは、クライアント宇宙船のアンビリカルコネクタに装着され、整備宇宙船がクライアント宇宙船からドッキング解除された後にクライアント宇宙船と共に留まっている。サービスパッケージは、限定を伴うことなしに、スタンドアロン電源、コマンド及び制御などのための冗長性サブシステム、などを提供することができる。
【0027】
【0028】
図１～図３及び図５は、軌道内宇宙船整備システム（「宇宙船整備システム」、「クライアント宇宙船整備システム」、「整備システム」、又は単に「システム」とも呼称される）全体の表現を提供している。図６及び図８は、軌道内宇宙船整備システムの一部分の表現を提供している。図４Ａ及び図４Ｂは、軌道内宇宙船整備システム全体のミッションの動作又は使用の方法（「宇宙船整備システムの方法」、「クライアント宇宙船整備システムの方法」、「整備システムの方法」、又は単に「方法」とも呼称される）のシーケンスを提供している。図７及び図９は、図４Ａ及び図４Ｂにおいて提供されているものよりも詳細に図４Ａ及び図４Ｂの使用の方法の一部分の動作又は使用の方法のシーケンスを提供している。
【0029】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すれば、軌道内宇宙船整備システム１００の一実施形態の斜視図が描かれている。軌道内宇宙船整備システム１００は、サービサ宇宙船１１０（サービサ１１０とも呼称される）が、クライアント宇宙船１０（クライアント１０とも呼称される）と係合した又はドッキングした状態において示されている。
【0030】
「係合」という用語及び「～と係合する」というフレーズは、例えば、～とドッキングすることを含む～と接続される又は～と接続することを意味している。「ドッキング」という用語及び「～とドッキングする」というフレーズは、２つの別個の自由飛行する宇宙物体を結合することを意味しており、通常は、ドッキングコネクタを介して２つの物体をラッチングする又はその他の方法で結合することを含む。「ソフトドッキング」は、宇宙物体の間に剛性の接続を形成していないドッキングであり、「ハードドッキング」は、宇宙物体の間において剛性の接続を形成している。
【0031】
サービサ宇宙船１１０は、キャプチャアーム１３０の組を介してクライアント１０との間にハードドッキング接続を形成しており、キャプチャアーム１３０は、インターフェイスリング３０と係合している。インターフェイスリング３０は、一般に、例えば、ドッキング動作を促進するべく、既知の直径の且つ既知のエッジ形状の標準化された構成を有する。その他の実施形態において、キャプチャアーム１３０は、クライアントボディ２０の任意の利用可能な構造的に安定したコンポーネント又はエリアと係合している。
【0032】
図１Ａ及び図１Ｂに示されている構成において、インターフェイスリング３０は、クライアントボディ２０のクライアントｚ軸２１を中心としてセンタリングされており、係合した又はドッキングしたクライアント１０及びサービサ１１０は、共通ｚ軸２１、１２１を中心としてアライメントされている。換言すれば、サービサのｚ軸１２１は、実質的にクライアントのｚ軸２１と同軸状態にあるか又は実質的に共通している。「実質的に同軸状態」及び「実質的に共通」というフレーズは、選択可能な且つ定義された許容範囲又は逸脱を意味している。キャプチャアームの組１３０を介したクライアント１０との間のサービサ１１０のドッキングは、すべての目的のために引用によってその全体が包含されるHalsband et alに対する米国特許第１０，６１１，５０４号において記述されているキャプチャアーム１３０の端部などのキャプチャアーム１３０の形状又は構成によって促進することができる。
【0033】
共通のサービサｚ軸１２１及びクライアントｚ軸２１を示す軌道内宇宙船整備システム１００の基準フレームは、基準システムフレーム１０１として提供されている。ｚ軸は、地球（天底）に向かうように方向付けられている。従って、サービサ１１０は、クライアント１０よりもわずかに高い軌道において動作している。
【0034】
クライアント宇宙船１０は、クライアントボディ２０と、クライアントボディ２０の表面上において配設された又はこれに結合された少なくとも１つのクライアントアンビリカルコネクタ４０と、インターフェイスリング３０と、を有する。サービサ宇宙船１１０は、サービサボディ１２０と、キャプチャアームの組１３０と、統合された又は組み合わせられたマニピュレータアーム１４０と、サービサアンビリカル１５０と、を有する。（図６Ａ～図６Ｄに記述されているものなどのその他の実施形態においては、マニピュレータアーム１４０及びサービサアンビリカル１５０は、別個の要素である）。いくつかの実施形態において、クライアント宇宙船１０は、複数のクライアントアンビリカルコネクタ４０を有し、及び／又は、サービサ宇宙船１１０は、複数のマニピュレータアーム４０を有する。
【0035】
キャプチャアームの組１３０は、インターフェイスリング３０（及び／又はクライアントボディ２０のその他の構造的に安定した部分）と係合するべく、及び、宇宙船の剛性の又はハードドッキングしたペアを形成するべく、サービサ１１０のサービサボディ１２０から延在している。図１の構成において、サービサ１００は、２つのキャプチャアーム１３０を有する。キャプチャアームのその他の構成は、例えば、３つ又は４つのキャプチャアーム１３０を含む（図２を参照されたい）。
【0036】
簡潔に上述したように、いくつかの実施形態において、キャプチャアームの組１３０は、クライアントボディ１２０の１つ又は複数の延長又は突出、クライアントボディ２０の１つ又は複数のエッジ、及び当業者には既知のその他の手段、などを介してクライアント１０のインターフェイスリング以外と係合している。一実施形態において、サービサ１１０及びクライアント１０は、すべての目的のために引用によってそのすべてが包含されるMaeda et alに対する米国特許出願公開第２０１８／０２２９８６５号に記述されているプレート様のボディを介してドッキングしている。一実施形態において、キャプチャアームの組は、NASA Low Impact Dockingシステム（ＬＩＤｓ）を含む既存の又は進化中の標準化されたドッキングコンポーネント及び／又はHubble Space Telescope Soft Captureメカニズム（ＳＣＭ）などの既存のコンポーネントから適合されたドッキングコンポーネントと係合している。
【0037】
ドッキングの後に、統合された又は組み合わせられたマニピュレータ１４０及びサービサアンビリカル１５０は、アンビリカルコネクタ４０と係合するべく又はその内部にプラグ結合するべく操作されている。アンビリカルコネクタ４０は、サービサｚ軸１２１及びクライアントｚ軸２１のそれぞれと平行であるアンビリカルコネクタｚ軸４１を有する。アンビリカルコネクタ４０と係合するべく又はこの内部にプラグ結合するべく試みるために、サービサアンビリカル１５０は、最低でも、アンビリカルコネクタ４０とｚ軸において実質的にアライメントされていなければならず、アンビリカルコネクタ面のｘ－ｙ位置のちょうど前において又はこれに隣接した状態においてｘ－ｙプレーン内において実質的に位置決めされていなければならない。また、アンビリカルコネクタ４０のいくつかの実施形態においては、サービサアンビリカル１５０の特定の回転向き（いわゆる、クロッキング向き）も必要とされている。アンビリカルコネクタ４０の面との関係におけるサービサアンビリカル１５０の位置決め及び／又は回転アライメントの更なる詳細については、図８及び図９との関係において以下に提供されている。
【0038】
接続又は確実なプラグ結合がアンビリカルコネクタ４０とサービサアンビリカル１５０との間において実施されたら、電気通信をサービサアンビリカル１５０を介してサービサ１１０とクライアント１０との間において実行することができる。
【0039】
図５は、軌道内宇宙船整備システム５００の別の実施形態の斜視図表現であり、実施形態は、サービサ宇宙船５１０が２つのマニピュレータアーム１４４、１４４’を有しており、クライアント宇宙船１０のいくつかの詳細（例えば、ロケットエンジンノズル）がわかりやすさを目的として除去されているという点を除いて、図１Ａ及び図１Ｂの宇宙船整備システム１００に非常に類似している。
【0040】
軌道内宇宙船整備システム５００は、サービサ宇宙船５１０がクライアント宇宙船１０と係合した又はこれとドッキングした状態において示されている。クライアント宇宙船１０は、クライアントボディ２０と、インターフェイスリング３０と、クライアントアンビリカルコネクタ４０と、を有する。
【0041】
図５に描かれているように、サービサ宇宙船５１０は、サービサボディ５２０と、２つのキャプチャアームの組１３０と、２つのマニピュレータアームの組１４０、１４０’と、を有する。キャプチャアームの組１３０は、クライアント１０とサービサ１１０のハードドッキングを提供するべく、インターフェイスリング３０に係合するか又はこれに結合している。２つのマニピュレータアーム１４０、１４０’のそれぞれは、統合されたサービサアンビリカルを有する（これは、マニピュレータアーム１４０及び１４０’のそれぞれが、サービサアンビリカル１５０を有することを意味している）。マニピュレータアーム１４０’は、マニピュレータアーム１４０から約１８０度の回転の位置において収容された状態又は収容された構成において描かれている。マニピュレータアーム１４０は、マニピュレータアーム第１端部１４３及びマニピュレータアーム第２端部１４４を有する。マニピュレータアーム第１端部１４３は、サービス宇宙船５１０のボディ５２０に装着又は結合されている。マニピュレータアーム第２端部１４４は、クライアントアンビリカルコネクタ４０との電気接続を許容するべく、サービサアンビリカルの端部を提示するように構成されている（詳細に後述するが、例えば、図８を参照されたい）。それぞれのマニピュレータアーム１４０、１４０’は、サービサボディ５２０に装着された第１端部と、サービサアンビリカルに装着し、これをクライアントアンビリカルコネクタ４０に隣接した位置まで操作するように、且つサービサアンビリカルをクライアントアンビリカルコネクタ４０内にプラグ結合するように構成された第２端部と、を有する。それぞれのマニピュレータアーム１４０、１４０’は、サービサボディ５２０上の任意の利用可能な構造的に健全な場所に装着されている。
【0042】
図２は、軌道内宇宙船整備システム２００の別の実施形態の斜視図表現を提供している。図２の宇宙船整備システム２００は、図１の宇宙船整備システム１００に類似しており、すべての目的のために引用によって包含されるReitman et alに対する米国特許第１０，６２６，８８２号から適合されている。
【0043】
図２を参照すれば、クライアント宇宙船１０と係合した又はドッキングしたサービサ宇宙船２１０の斜視図が描かれている。２つの宇宙船は、座標フレーム２０１を参照して描かれているように、共通ｚ軸が共有されるようにドッキングしている。
【0044】
クライアント宇宙船１０は、クライアントボディ２０と、ソーラーアレイのペアと、クライアントアンビリカルコネクタ４０と、インターフェイスリング３０と、を有する。クライアントアンビリカルコネクタ４０及びインターフェイスリング３０のそれぞれは、サービサ宇宙船２１０に対向するボディ２０の表面上において配設されている。クライアントアンビリカルコネクタ４０は、ほぼ、座標フレーム２０１のｙ軸から－４５度の回転位置において配設されている。限定を伴うことなしに、描かれているクライアントアンビリカルコネクタ４０から（ｚ軸との関係において）９０、１８０、及び２７０度の回転位置、並びに任意の中間角度を含むクライアントアンビリカルコネクタのその他の位置も可能であることに留意されたい。また、クライアント１０は、（例えば、図５に示されているように）複数のアンビリカルコネクタ４０を有することもできる。
【0045】
サービサ宇宙船２１０は、ボディ２２０と、ソーラーアレイのペアと、４つのキャプチャアームの組２３０と、それぞれが個々のスラスタ２３６を有する４つのスラスタアームの組２３５と、を有する。個々のスラスタ２３６を有するスラスタアーム２３５は、その他のものに加えて、サービサ／クライアント宇宙船システムの組合せの推進力及び運動量制御を提供している。
【0046】
図３は、軌道内宇宙船整備システム３００の別の実施形態のブロック図表現であり、宇宙船整備システム３００は、いくつかのコンポーネント又は要素の追加を伴いつつ、図１Ａ及び図１Ｂ、図２、及び図５の個々の宇宙船整備システム１００、２００、５００に類似している。クライアント宇宙船１０は、クライアントボディ２０と、インターフェイスリング３０と、クライアントアンビリカルコネクタ４０と、を有する。
【0047】
サービサ宇宙船３１０は、ボディ３２０と、キャプチャアームの組１３０と、マニピュレータアーム１４０と、サービサアンビリカル１５０と、を有する。また、サービサ宇宙船３１０は、サービサボディ３２０と、キャプチャアーム１３０と、マニピュレータアーム１４０と、サービサアンビリカル１５０と、プロセッサ３６０と、補助電源３８０と、着脱自在のサービスパッケージ３７０と、を有する。
【0048】
プロセッサ３２０は、サービサアンビリカル１５０を介したクライアント宇宙船１０の整備を可能にするサービサ宇宙船３１０のコンポーネントの制御及び管理を提供している。具体的には、プロセッサ３２０は、電気通信（例えば、電力転送、信号転送、など）がサービサ３１０とクライアント１０との間において提供されうるように、クライアントアンビリカルコネクタ４０と係合するべく又はその内部にプラグ結合するべくサービサアンビリカル１５０を操作する際にマニピュレータアーム１４０を制御又は操作している。図４Ａ及び図４Ｂは、マニピュレータアーム１４０及びサービサアンビリカル１５０のこのような動作及び制御の詳細を提供している。プロセッサ３６０は、キャプチャアーム１３０の組を制御している。いくつかの実施形態において、キャプチャアーム１３０の動作は、サービサ宇宙船の別のプロセッサ（図示されてはいない）により、部分的に又は完全に制御されている。一実施形態において、プロセッサ３２０は、キャプチャアーム１３０を制御してはいない。一実施形態において、プロセッサ３２０は、マニピュレータアーム１４０、着脱自在のサービスパッケージ３７０、補助電源３８０、及び／又はサービサアンビリカル１５０を制御している。プロセッサ３２０は、１つ又は複数のコンポーネントの任意の数の制御モードにおいて動作することができる。例えば、プロセッサ３２０は、クライアントアンビリカルコネクタ４０に隣接するように装着されたサービサアンビリカル１５０を位置決めする第１位置決めモード、及びクライアントアンビリカルコネクタ４０との間のサービサアンビリカル１５０のプラグ結合又はプラグ結合解除操作を実行する第２正確位置決めモードにおいて、マニピュレータアーム１４０を動作させることができる（更なる詳細については、例えば、図８～図９を参照されたい）。
【0049】
また、サービサ宇宙船３１０は、サービサアンビリカル１５０がクライアントアンビリカルコネクタ４０に接続された又はその内部にプラグ結合された際に、サービサアンビリカル１５０を介して電力をクライアント１０に供給するべく使用されうる補助電源３８０をも含む。或いは、この代わりに又はこれに加えて、サービサアンビリカル１５０を通じてクライアントに電力を供給するべく、サービサ宇宙船３１０の主又は１次電源（図示されてはいない）を使用することもできる。このような主電源及び補助電源３８０は、プロセッサ３６０を介して調節された方式によって動作させることができる。例えば、サービサ宇宙船の主電源は、（電気）スラスタ２３６などのサービサ装置を動作させるべく主電源が使用されていない又はこれから引き出されていない際にのみ、クライアント１０に電力を提供してもよく、主電源が使用されている又はこれから引き出されている際には、プロセッサ３８０は、補助電源３８０を使用してクライアント１０に電力を提供している。また、主電源及び補助電源の１つ又は両方は、プロセッサ３２０の制御を通じて、クライアントへの電力の供給に加えて、クライアントから電力を取り戻すこともできる。
【0050】
サービサ宇宙船３１０のドッキング解除の後に、クライアント１０に整備を提供するべく、着脱自在のサービスパッケージ３７０がクライアント宇宙船１０に装着又は付着されている。着脱自在のサービスパッケージ３７０は、電力、冗長性機能（例えば、バックアップコマンド及び制御、バックアップ通信、更なる又は冗長なテレメトリ、追跡及び制御サブシステム）、アップグレード機能（例えば、サイバーセキュリティ又は保護特徴などの改善されたセキュリティ特徴）、及びこれらに類似したものを含む任意の数の機能を提供することができる。着脱自在のサービスパッケージ３７０は、例えば、誤動作するハードウェア又はソフトウェアモジュール用のトラブルシューティングプロトコルの実行などの、クライアントに固有の機能を可能にする又は実行するように設計することができる。着脱自在のサービスパッケージ３７０は、サービサ３１０がクライアント１０からドッキング解除された後にも、クライアント１０と装着された及び／又はこれと電気的に接続された状態に留まることができる。着脱自在のサービスパッケージ３７０は、マニピュレータアーム１４０を介してクライアント１０と係合するべく、及び、いくつかの実施形態においては、これに装着するべく、位置決めされている。
【0051】
一実施形態において、着脱自在のサービスパッケージ３７０は、サービスパッケージ３７０の第１端部においてサービサに電気的に接続されており、クライアントアンビリカルコネクタ４０を通じてサービスパッケージ３７０の第２端部においてクライアント１０に電気的に接続されている。いくつかの実施形態において、１つ又は複数のサービサアンビリカル１５０は、サービスパッケージ３７０の第１端部及びサービスパッケージ３７０の第２端部の１つ又は両方においてサービスパッケージ３７０に装着しているか又はこれと接続している。一実施形態において、サービスパッケージ３７０は、クライアントアンビリカルコネクタ４０と直接的に接続している。一実施形態において、サービスパッケージ３７０は、サービサアンビリカル１５０の使用又はこれに対する接続を伴うことなしに、クライアントアンビリカルコネクタ４０と接続している。図４Ａ及び図４Ｂとの関係において、着脱自在のサービスパッケージ３７０の動作について更に詳細に説明する。
【0052】
図４Ａ及び図４Ｂは、図３の軌道内宇宙船整備システム３００の実施形態の１つの使用の方法のフロー図４００を提供している。但し、使用の方法の開示を改善するべく、図１、図２、及び図４～図９の任意のものの態様及び特徴が参照されてもよい。例えば、方法４００のいくつかのステップの説明において、図６Ａ～図６Ｄにおいて記述されている要素が参照されることになる。全体的に、方法４００は、ステップ４０４において開始し、ステップ４６０において終了している。本明細書において記述されているステップ、機能、及び動作の任意のものは、連続的に且つ自動的に実行することができる。いくつかの実施形態において、使用の方法４００のステップの１つ又は複数は、方法４００のステップを含むべく、コンピュータ制御、コンピュータプロセッサの使用、及び／又はなんらかのレベルの自動化を有することができる。実際に、方法４００のステップの、すべてではない場合にも、ほとんどは、プロセッサ３２０により、完全にではない場合にも、原則的に、自動的に実行されている。但し、いくつかの実施形態において、ステップのいくつかのもの又はステップのいくつかのものの一部分は、人間による介入との協働状態において又はこれによってのみ実行されている。例えば、ステップ４４０において電気接続がサービサ宇宙船３１０とクライアント宇宙船１０との間において確立されたら、人間操作者は、後述するように、クライアント宇宙船１０にアップロードされる特定のソフトウェアを制御するように介入することができる。
【0053】
ステップは、増大する数値のシーケンスにおいて概念的に後続されているが、いくつかの実施形態においては、いくつかのステップが省略されてもよく、いくつかのステップが追加されてもよく、ステップは、増大する数値の順序以外において後続することもできる。ユーザーは、ディスプレイ／ＧＵＩを使用することにより、記述されているステップの１つ又は複数とやり取りしてもよく或いはこれらを実行してもよい。「ユーザーインターフェイス」又は「ＵＩ」というフレーズ及び「グラフィカルユーザーインターフェイス」又は「ＧＵＩ」というフレーズは、画像又はグラフィクスの支援を伴うユーザーとの間のやり取りを許容するコンピュータに基づいたディスプレイを意味している。
【0054】
ステップ４０４において開始した後に、方法４００は、ステップ４０８に進んでいる。ステップ４０８において、サービサ宇宙船３１０は、クライアント宇宙船１０に係合又はドッキングするべく位置決めされている。クライアント宇宙船は、静止地球軌道（ＧＥＯ）、低地球軌道（ＬＥＯ）、中間地球軌道（ＭＥＯ）、惑星間移動軌道、地球－月ラグランジュ点、及び任意の安定した軌道構成を含むいくつかの軌道タイプの任意のもの内に位置しうる。一実施形態において、クライアント宇宙船は、通信衛星などのクライアント衛星である。一実施形態において、クライアント衛星は、ＧＥＯ又はＬＥＯの１つにおいて動作している。クライアント宇宙船は、安定した構成又は制御されていない構成において動作していてもよい。いずれのクライアント構成においても、ステップ４０８において、サービサ宇宙船３１０は、２つの宇宙船の間に相対モーションが存在していない状態においてクライアント宇宙船１０に対向し、これにより、２つの宇宙船のドッキングを可能にするように位置決めされている。換言すれば、ステップ４０８において、サービサ３１０は、キャプチャアーム１３０がクライアント１０のインターフェイスリング３０及びクライアントアンビリカルコネクタ４０に対向し、これにより、キャプチャアーム１３０がクライアント１０とドッキングするべく延長されうるように位置決めされている。一実施形態において、クライアント１０は、くるくる回っている（制御されていないとも表現される）宇宙船であり、クライアント１０との関係におけるサービサ３１０の位置決めは、すべての目的のために引用によってそのすべてが包含されるELSA-D: An In-orbit End-of-Life Demonstration Mission, Blackerby et al, IAC-18, Sept. 14, 2018に記述されているとおりである。ステップ４０８の完了の際に、方法４００は、ステップ４１２に進んでいる。
【0055】
ステップ４１２において、サービサ宇宙船３１０は、キャプチャアームの組１３０を使用することにより、クライアント宇宙船１０とドッキングしている。キャプチャアーム３１０は、プロセッサ３２０によってのみ制御されていてもよく、プロセッサ３２０以外のコア又はサービサボディプロセッサによってのみ制御されていてもよく、或いは、これらの両方の組合せによってのみ制御されていてもよい。キャプチャアーム１３０は、クライアント１０のインターフェイスリング３０に係合することができ、及び／又は、クライアントインターフェイスリング３０以外のクライアント１０のコンポーネント又は一部分に係合することができる。一実施形態において、キャプチャアームの組３０は、クライアント１０のボディ２０の１つ又は複数の物理的延長部と係合及びドッキングしている。ステップ４１２の完了の際に、方法４００は、ステップ４１６に進んでいる。
【0056】
ステップ４１６において、プロセッサ３２０は、マニピュレータアーム（或いは、図５のシステム５００におけるものなどのマニピュレータアームの組であり、この場合に、サービサ５１０は、２つのマニピュレータアームを有する）を起動している。起動は、マニピュレータアーム６４０の適切な動作を保証するべく診断、健全性、及び／又はシステムチェックを伴うことができる（６によって始まる３桁の要素について図６Ａ～図６Ｄを参照されたい）。マニピュレータ６４０は、サービサ３１０がまずクライアント１０とドッキングした際に、図６Ａに描かれているようなものなどの初期の又は収容された構成を有することができる。ステップ４１６の完了の際に、方法４００は、ステップ４２０に進んでいる。
【0057】
ステップ４２０において、サービサアンビリカル６５０は、マニピュレータアーム６４０を受け取るように準備されている。更に詳しくは、アンビリカルアーム６５０は、マニピュレータアーム第２端部６４４を受け取るように準備されており、マニピュレータアーム第２端部６４４は、マニピュレータアーム第１端部６４３とは反対側に位置している。マニピュレータアーム第１端部６４３は、サービサ６１０のボディ６２０に装着されている。サービサアンビリカル６５０の準備は、サービサ６１０のボディ６２０のサービサ空洞６７１からの取り外しなどのように、クライアント６１０のボディ６２０との間の係合からサービサアンビリカル第２端部６５４を取り外すことを含みうる。また、サービサアンビリカル６５０の準備は、サービサアンビリカル６５０の診断、健全性、及び／又はシステムチェックをも含みうる。一実施形態において、サービサアンビリカル６５０初期の収容された構成は、図６Ａに示されているように、コイル状の構成であってよい。ステップ４２０の完了の際に、方法４００は、ステップ４２４に進んでいる。
【0058】
ステップ４２４において、サービサアンビリカル６５０は、マニピュレータアーム６４０と接続されている。更に詳しくは、マニピュレータアーム第２端部６４４は、クライアントアンビリカルコネクタ４０に接続しうる又はその内部にプラグ結合しうるサービサアンビリカル第２端部６５４の外部面を提示するように、サービサアンビリカル第２端部６５４と接続されている。マニピュレータアーム第２端部６４４は、回転及び／又は回動の際に、サービサアンビリカル第２端部６５４の以前は内側に向いていた端部が外側に対向するべく回転するように適合又は構成されている（図６Ｂ及び図６Ｃ内のマニピュレータアーム第２端部６４４及びサービサアンビリカル第２端部６５４の相対的な位置決めを比較されたい）。一実施形態において、サービサアンビリカル第２端部６５４及びサービサアンビリカル第２端部６５４のやり取り又は係合は、すべての目的のために引用によって包含されるSchadler et alに対するＷＩＰＯ出願国際公開第２０１９／０６８５４７号において記述されている技法又は要素を使用している。マニピュレータアーム第２端部６４４及びサービサアンビリカル第２端部６５４の結合又は接続されたペアの最終的な構成については、図８との関係において説明する。（図１Ｂ及び図５に描かれているものなどのいくつかの構成において、マニピュレータアーム及びサービサアンビリカルは、統合されたユニットであり、これにより、ステップ４２４に対するニーズを未然に防いでいることに留意されたい）。ステップ４２４の完了の際に、方法４００は、ステップ４２８に進んでいる。
【0059】
ステップ４２８において、プロセッサ３６０は、図６Ｃ及び図６Ｄに示されているように、装着されたサービサアンビリカル第２端部６５４と共に、マニピュレータアーム１４０をクライアントアンビリカルコネクタ４０に隣接した又はその近傍の位置まで導いている又は制御している。プロセッサ３６０は、以上において簡潔に記述されているように、マニピュレータアーム１４０を制御又は操作する際に制御モードの組において動作することができる。制御モードの組は、制御モードを実行するべく様々なセンサ入力を受け取ることができる。例えば、プロセッサ３６０は、広視野カメラなどのサービサボディ３２０上において取り付けられた１つ又は複数のセンサによって提供されるセンサデータの支援により、まず、第１位置決めモードにおいてマニピュレータアーム１４０を動作させてもよく又は制御してもよい。別の例において、プロセッサ３２０は、マニピュレータアーム第２端部６４４において又はその近傍においてなどのように、マニピュレータアーム１４０上において取り付けられた、及び／又はレーダー又はマイクロカメラなどのようにサービサアンビリカル第２端部６５４上において又はその近傍において取り付けられた１つ又は複数のセンサの支援により、マニピュレータアームを制御することもできる（図８を参照されたい）。
【0060】
プロセッサ３６０は、適応制御、確率制御、ニューラルネットワーク、ＡＩに基づいた又はその他の機械学習制御、などを含む当業者には既知の任意の数の制御法則方式における任意の数の制御モードにおいてマニピュレータアーム１４０を位置決め及び操作するべく利用可能なセンサを組み合わせることができる。プロセッサ３６０は、マニピュレータアーム１４０の制御を支援するべく又は可能にするべくコンピュータビジョンの技法を利用することができる。マニピュレータアームは、動作のすべて又は一部分において、自律的に、半自立的に、又は手動的に動作することができる。（地上に基づいたコマンドエントリを介してプロセッサ３６０と通信する地上に基づいた操作者によって提供される手動入力）。ステップ４２８の完了の際に、方法４００は、ステップ４３２に進んでいる。
【0061】
一実施形態において、プロセッサは、マニピュレータアーム１４０のモーションを制御するべく、マニピュレータアーム１４０の結合部又は回動部の姿勢及び／又はマニピュレータアーム第２端部６４４の姿勢を通じてマニピュレータアーム１４０の運動を監視している。このような一実施形態において、クライアント宇宙船の形状の知識（例えば、ターゲットであるクライアントアンビリカルコネクタ及びマニピュレータアームがアンビリカルコネクタまで操作される際に遭遇しうる任意の障害物の場所）により、装着されたサービサアンビリカルを有するマニピュレータアーム第２端部６４４は、サービサアンビリカルをアンビリカルコネクタの近くの又はその近傍の位置まで操作してもよく、或いは、さもなければ、サービサアンビリカルをアンビリカルコネクタ内にプラグ結合してもよい。
【0062】
ステップ４３２において、インターフェイスリング３０を中心としたクライアント宇宙船１０の回転が利用可能であるかどうか及び利用されるべきであるかどうかに関する問合せが実施されており、このような回転は、キャプチャアームの組１３０によって実行されている。このような能力は、クライアントアンビリカルコネクタ４０とマニピュレータアーム第２端部６４４（並びに、従って、更には、結合されたサービサアンビリカル第２端部６５４）との間の選択可能な相対的位置決めを許容しており、これにより、マニピュレータアームの必要とされる自由度（ＤＯＦ）を低減している。換言すれば、インターフェイスリング３０を中心としたクライアント宇宙船１０の回転が利用可能である場合には、サービサアンビリカル第２端部６５４とクライアントアンビリカルコネクタ４０との間の接続を可能にするべく必要とされる自由度は、マニピュレータアーム６４０と、クライアント１０とサービサ１１０の間の接続との間において共有することができる。例えば、サービサ３１０が、クライアント１０がサービサ３１０との関係において既定の向きにあるような方式でクライアントインターフェイスリング３０を通じてクライアント１０にドッキングし、サービサ１１０が、インターフェイスリング３０を中心として更に回転することが可能であり、任意の必要とされるクロッキングにおいてこれにクランプしうる場合には、３つの自由度のみが、マニピュレータアーム１４０のために必要とされ、即ち、サービサアンビリカル第２端部６５４をプラグ結合軸（図６Ｄの４１、６４６、及び６５６）に沿って移動させるための縦列の又はペア化された宇宙船システムの共通ボディＺ軸（図１Ａの１２１及び２１）との関係における半径方向及び軸方向の平行運動と、プラグ結合軸を中心として正しく方向付けするためのサービサアンビリカル第２端部６５４の回転と、である。（その他のものに加えて、低減されたＤＯＦのマニピュレータアームは、相対的に大きなＤＯＦのマニピュレータアームとの関係において、費用の低減、収容空間要件の低減、電力要件の低減、信頼性の向上、などのような利点を提供しうる）。
【0063】
ステップ４３２の問合せに対する応答がはいである場合には、方法４００は、ステップ４３３に進み、ここで、クライアント１０は、マニピュレータアーム１４０の必要とされている自由度を低減するように、上述の方式によって回転又はキャプチャされている。ステップ４３３の完了の際に、方法４００は、ステップ４３４に継続している。ステップ４３４において、サービサアンビリカル第２端部６５４をクライアントアンビリカルコネクタ４０にプラグ結合するべく、記述されているように、３ＤＯＦのマニピュレータアーム１４０などの低減された自由度のマニピュレータアーム１４０を使用することができる。クライアントアンビリカルコネクタ４０との間のサービサアンビリカル第２端部６５４のプラグ結合の更なる詳細については、図７～図９において提供されている。また、ステップ４３４においては、６ＤＯＦのマニピュレータアームを含む少なくとも３ＤＯＦのマニピュレータアーム１４０を使用することができる。ステップ４３４の完了の際に、方法４００は、ステップ４４０に進んでいる。
【0064】
ステップ４３２の問合せに対する応答がいいえである場合に、方法は、ステップ４３６に進み、ここで、サービサアンビリカル第２端部６５４をクライアントアンビリカルコネクタ４０にプラグ結合するべく、６ＤＯＦのマニピュレータアーム１４０が使用されている。クライアントアンビリカルコネクタ４０との間のサービサアンビリカル第２端部６５４のプラグ結合の更なる詳細については、図７～図９において提供されている。ステップ４３６の完了の際に、方法４００は、ステップ４４０に進んでいる。
【0065】
ステップ４４０において、サービサ宇宙船３１０とクライアント宇宙船１０との間の接続が確立されている。更に詳しくは、物理的接続及び／又は電気的接続がサービサアンビリカル第２端部６５４とクライアントアンビリカルコネクタ４０との間において実施されている。電気的接続は、任意の数の整備機能がサービサ３１０によってクライアント１０に対して実行されることを許容している。例えば、補助電源３８０は、プロセッサ３２０によって制御された状態において、電力をクライアント１０に提供することができる。別の例として、例えば、クライアントに対して診断を実行するなどの状態又は保守機能を実行するべく、電気信号を転送することができる。別の例として、冗長性テレメトリ、追跡及び制御（ＴＴ ＆ Ｃ）サブシステムをクライアント１０に提供するなどにより、クライアント１０に対するサービサ３１０を通じたサイバー保護を追加するべく又はこれを改善するべく、及び／又は、クライアント１０に冗長性を追加するべく、電気接続を使用することができる。サービサ３１０とクライアント１０との間の電気接続は、いずれか又は両方の方向における通信のために使用されてもよく、例えば、診断又は状態データがクライアント１０からサービサ３１０に転送されてもよく、クライアントデータバックアップがクライアント１０からサービサ３１０へのデータ転送によって実行されてもよく、ソフトウェアアップグレードルーチンがサービサ３１０からクライアント１０に転送されてもよい。ステップ４４０の完了の際に、方法４００は、ステップ４４４に進んでいる。
【0066】
ステップ４４４において、サービサ宇宙船３１０が着脱自在のサービスパッケージ３７０を有しているかどうかについての問合せが実施されており、着脱自在のサービスパッケージ３７０は、クライアント宇宙船１０に付着又は結合される。ステップ４４４の問合せに対する回答がはいである場合に、方法４００は、ステップ４４５に進み、ここで、着脱自在のサービスパッケージ３７０が、マニピュレータアーム１４０によってサービサ３１０から取り外され、クライアント１０上又は内の選択可能な場所に位置決め及び固定されている。上述のように、着脱自在のサービスパッケージ３７０は、直接的に又はサービサアンビリカル１５０を介してクライアント１０の１つ又は複数のクライアントアンビリカルコネクタ４０と接続するように構成することができる。ステップ４４５の完了の後に、方法４００は、ステップ４４６に進んでおり、ここで、マニピュレータアーム１４０がサービスパッケージ３７０から取り外されている。ステップ４４６の完了の際に、方法４００は、ステップ４４８に進んでいる。ステップ４４４の問合せに対する回答がいいえである場合には、方法４００は、ステップ４４８に進んでいる。
【0067】
ステップ４４８において、サービサアンビリカル第２端部６５４が、クライアントアンビリカルコネクタ４０から取り外されるか又はプラグ結合解除されており、サービサアンビリカル４０がサービサ宇宙船３１０内又は上において収容されている。一般に、クライアントアンビリカルコネクタ４０からのサービサアンビリカル第２端部６５４のプラグ結合解除は、プラグ結合に類似した但しこれとは反対の方式によって進行しており、例えば、サービサアンビリカル第２端部６５４は、プラグ結合の際に必要とされるものとは反対のプラグ結合ｚ軸４１に沿った角度方向において回転しており、サービサアンビリカル第２端部６５４は、クライアントアンビリカルコネクタ４０から離れるように引っ込められている又は引っ張られている。一実施形態において、サービサアンビリカル４０は、図６Ａの初期の収容された位置に類似した構成において収容されている。ステップ４４８の完了の際に、方法４００は、ステップ４５２に進んでいる。
【0068】
ステップ４５２において、マニピュレータアーム１４０がサービサ宇宙船３１０上又は内において収容されている。一実施形態において、マニピュレータアーム１４０は、図６Ａの初期の収容された位置に類似した構成において収容されている。ステップ４５２の完了の際に、方法４００は、ステップ４５６に進んでいる。
【0069】
ステップ４５６において、サービサ宇宙船３１０は、クライアント宇宙船１０からドッキング解除されており、方法４００は、ステップ４６０に進み、ここで方法は終了している。
【0070】
図６Ａ～図６Ｄは、軌道内宇宙船整備システム６００の別の実施形態の一連のクローズアップ平面図を提供している。実施形態は、サービサボディ６２０、単一マニピュレータアーム６４０、及びサービサ空洞６７１内において収容された単一サービサアンビリカル６５０を有するサービサ宇宙船６１０と、クライアントボディ２０上において配設された単一アンビリカルコネクタ４０を有するクライアント１０と、を有する。図７の方法７００との関連において、図６Ａ～図６Ｄの組について更に説明する。
【0071】
マニピュレータ６４０は、サービサマニピュレータアームアタッチメント６２２に装着又は固定されたマニピュレータ第１端部６４３を有し、サービサマニピュレータアームアタッチメント６２２は、サービサボディ６２０に装着又は固定されている。マニピュレータアーム６４０は、２つの回動結合部の組を有する中間部分６４５と、サービサアンビリカル第２端部６５４と係合する又はこれに結合するように構成されたマニピュレータ第２端部６４４と、を更に有する。マニピュレータアーム６４０の結合部の組は、接続又は装着されたコンポーネントの間の回動又は回転を可能にするべく回動結合部として動作している。例えば、マニピュレータ第１端部６４３と関連する回動は、サービサマニピュレータアームアタッチメント６２２を中心としたマニピュレータ第１端部６４３の回転を可能にしている。当業者には既知である描かれている回動結合部以外の代替の及び／又は更なる結合部を含むマニピュレータアーム６４０のその他の構成の結合部及びコンポーネントも可能である。
【0072】
マニピュレータアーム６４０は、６ＤＯＦのマニピュレータアームであり、図６Ａ～図６Ｄのそれぞれにおいて、一連の状態又は構成において描かれている。一般に、マニピュレータアーム６４０は、図６Ｂに描かれているように、マニピュレータ第２端部６４４をサービサアンビリカル第２端部６５４に装着するべく、サービサアンビリカル第２端部６５４を図６Ｃのアンビリカルコネクタ４０に隣接した位置に操作するべく（これは、その他のものに加えて、アンビリカルコネクタ４０に隣接したサービサアンビリカル第２端部６５４の３－ｄ位置決めを必要としている）、図６Ｄに描かれているようにアンビリカルコネクタ４０のｚ軸４１のプラグ結合ｚ軸とサービサアンビリカル第２端部６５４をアライメントするべく、及び、アンビリカルコネクタ４０を有するサービサアンビリカル第２端部６５４をプラグ結合するべく、動作している。
【0073】
サービサアンビリカル６５０は、サービサアンビリカルアタッチメント６２３に装着又は固定されたサービサアンビリカル第１端部６２３を有し、サービサアンビリカルアタッチメント６２３は、サービサボディ６２０に装着又は固定されている。サービサアンビリカル６５０は、マニピュレータ第２端部６４４と係合する又はこれに結合するように構成されたサービサアンビリカル第２端部６５４を更に有する。サービサアンビリカル６５０は、図６Ａ～図６Ｄのそれぞれにおいて、一連の状態又は構成において描かれている。
【0074】
図６Ａにおいて、サービサアンビリカル６５０は、第１の（又は、収容された）サービサアンビリカル状態において描かれており、この場合に、サービサアンビリカル６５０は、コイル状の構成においてサービサ空洞６７１内においてサービサ６１０のボディ６２０の内部に収容されている。マニピュレータアーム６４０の収容方式と同様に、ボディ６２０（図示されてはいない）の部分的又は全体的に外部であるものを含むサービサアンビリカル６５０のその他の収容位置又は構成も可能である。
【0075】
図６Ｂは、それぞれが個々の第２状態にあるマニピュレータアーム６４０及びサービサアンビリカル６５０を描いており、この場合に、マニピュレータ第２端部６４４は、サービサアンビリカル第２端部６５４と係合しており、サービサアンビリカル６５０は、コイル状の状態又はコイル状の構成において留まっている。
【0076】
図６Ｃは、それぞれが個々の第３状態にあるマニピュレータアーム６４０及びサービサアンビリカル６５０を描いており、この場合に、マニピュレータ第２端部６４４は、サービサアンビリカル第２端部６５４と係合しており、サービサアンビリカル第２端部６５４及びマニピュレータ第２端部６４４の結合又は係合したペアは、クライアント１０のアンビリカルコネクタ４０に向かって運動している。この第３状態において、サービサアンビリカル第２端部６５４及びマニピュレータ第２端部６４４の結合又は係合したペアは、６４４、６５４という軸方向の相対ｚ軸を有しており、アンビリカルコネクタ４０は、ｚ軸４１（プラグ結合軸４１とも呼称される）を有する。
【0077】
図６Ｄは、それぞれが個々の第４状態にあるマニピュレータアーム６４０及びサービサアンビリカル６５０を描いており、この場合に、マニピュレータ第２端部６４４は、サービサアンビリカル第２端部６５４と係合した状態において留まっており、サービサアンビリカル第２端部６５４及びマニピュレータ第２端部６４４の結合又は係合したペアは、クライアント１０のアンビリカルコネクタ４０とほぼアライメントされている。この第４状態において、サービサアンビリカル第２端部６５４及びマニピュレータ第２端部６４４の結合又は係合したペアは、アンビリカルコネクタ４０のプラグ結合軸４１とほぼ又は実質的にアライメントされた６４４、６５４という軸方向の相対ｚ軸を有しており、サービサアンビリカル第２端部６５４は、アンビリカルコネクタ４０内にプラグ結合するべく位置決めされている（図７～図８及び関連する説明を参照されたい）。
【0078】
図７は、アンビリカルコネクタとの間においてプラグ結合及びプラグ結合解除するためのマニピュレータアーム及びサービサアンビリカルの動作のフロー図を提供している。本開示のその他の図、具体的には、図３、図４Ａ及び図４Ｂ、並びに、図６Ａ～図６Ｄを参照し、図７の方法７００について説明することとする。
【0079】
全体的に、方法７００は、ステップ７０４において開始しており、ステップ７４０において終了している。本明細書において記述されているステップ、機能、及び動作の任意のものは、連続的に又は自動的に実行することができる。いくつかの実施形態において、使用の方法７００のステップの１つ又は複数は、方法７００のステップを含むべく、コンピュータ制御、コンピュータプロセッサの使用、及び／又はなんらかのレベルの自動化を有することができる。実際に、方法７００のステップの、すべてではない場合にも、ほとんどは、プロセッサ３２０により、完全ではない場合にも、原則的に、自動的に実行されている。但し、いくつかの実施形態において、ステップのいくつかのもの又はステップのいくつかのものの一部分は、人間による介入との協働状態において又はこれのみにより、実行されている。例えば、電気接続がステップ７２４においてサービサ宇宙船３１０とクライアント宇宙船１０との間において確立されたら、人間は、クライアント宇宙船１０の特定の整備活動を制御するべく介入することができる。ステップは、増大する数値の順序において概念的に後続しているが、いくつかの実施形態においては、いくつかのステップが省略されてもよく、いくつかのステップが追加されてもよく、ステップは、増大する数値順序以外において後続することもできる。方法がユーザーを参照している際には、ユーザーは、１人又は複数人のユーザーであってよい。ユーザーは、ディスプレイ／ＧＵＩを使用することにより、記述されているステップの１つ又は複数とやり取りしてもよく又はこれらを実行してもよい。
【0080】
ステップ７０４において開始した後に、方法７００は、ステップ７０８に進んでいる。ステップ７０８において、マニピュレータアーム１４０が起動されており、マニピュレータアーム１４０を受け取るべく、サービサアンビリカル１５０が準備されている。ステップ７０８は、マニピュレータアーム１４０が、動作のために、引き出され、ターンオンされ、チェックされている方法４００のステップ４１６に非常に類似しており、サービサアンビリカル１５０が、動作のために、引き出され、同様にチェックされている方法４００のステップ４２０に非常に類似している。図６Ａは、サービサ６１０のマニピュレータアーム１４０及びサービサアンビリカル１５０との関係においてステップ７０８を描いている。サービサアンビリカル１５０及びマニピュレータアーム１４０の１つ又は両方がサービサ３１０のボディ３２０のコンパートメント又は空洞内において収容されている場合に、このようなコンパートメントは、サービサアンビリカル１５０及び／又はマニピュレータアーム１４０の離脱及び動作を許容するべく開放される。ステップ７０８の完了の後に、方法７００は、ステップ７１２に進んでいる。
【0081】
ステップ７１２において、マニピュレータアーム第２端部６４４は、図６Ｂに示されているように、サービサアンビリカル第２端部６５４に接続されている。ステップ７１２は、方法４００のステップ４２４に類似している。ステップ７１２において、マニピュレータアーム第２端部６４４の電子回路などのマニピュレータアーム１４０の電子回路は、サービサアンビリカル第２端部６５４との間に電気的接続を形成することができる。ステップ７１２の完了の後に、方法７００は、ステップ７１６に進んでいる。
【0082】
ステップ７１６において、マニピュレータアーム第２端部６４４は、サービサアンビリカル第２端部６５４に接続された状態において、図６Ｃに示されているように、クライアントアンビリカルコネクタ４０に向かって操作されている。ステップ７１６は、方法４００のステップ４２８に類似している。ステップ７１６において、サービサアンビリカル１５０は、展開している又は解けている。一実施形態において、ステップ７１６において、マニピュレータアーム第２端部６４４と関連する更なるセンサが起動されてもよく、このような更なるセンサは、マニピュレータアーム第２端部６４４の正確な制御を可能にしており、これについては、以下の図８との関係において更に説明する。ステップ７１６の完了の後に、方法７００は、ステップ７２０に進んでいる。
【0083】
ステップ７２０において、連結又は結合されたマニピュレータ第２端部６４４及びサービサアンビリカル第２端部６５４のｚ軸が、図６Ｄに描かれているように、クライアントアンビリカルコネクタのｚ軸４１と実質的にアライメントされている。換言すれば、共有されているマニピュレータ第２端部６４４のｚ軸６４６及びサービサアンビリカル第２端部６５４のｚ軸６５６は、アンビリカルコネクタ４０のプラグ結合軸４１と実質的にアライメントされている。ステップ７２０の完了の後に、方法７００は、ステップ７２４に進んでいる。
【0084】
ステップ７２４において、サービサアンビリカル第２端部６５４は、プロセッサ３２０によるマニピュレータ第２端部６４４の操作及び制御を介して、プラグ結合軸４１に沿ってアンビリカルコネクタ４０内にプラグ結合されている。ステップ７２４は、方法４００の代替ステップ４３６及び４３４に類似している。アンビリカルコネクタ４０のクロッキング要件を充足するためのサービサアンビリカル第２端部６５４の任意の回転要件を含むステップ７２４のプラグ結合動作の更なる詳細については、図８及び図９との関係において提供されている。ステップ７２４の完了の後に、方法７００は、ステップ７２８に進んでいる。
【0085】
ステップ７２８において、クライアント宇宙船１０が上述のように整備されている。整備は、補助電源３８０内に保存されている電気エネルギーの転送によるクライアント１０への電力の転送、並びに、例えば、ソフトウェアの転送又は宇宙船データの受領などの電気信号の一方向又は双方向の転送、改善された侵入防止又はサイバーセキュリティ対策の追加、冗長性テレメトリ、追跡及び制御サブシステム、クライアントソフトウェアの保守又は補修の提供などによるクライアントに対する冗長性の追加、などを有することができる。
【0086】
クライアントアンビリカルコネクタ４０を介したクライアント宇宙船１０の整備の際に、マニピュレータアーム１４０は、アンビリカルコネクタ４０と係合した状態において留まっていてもよく又はそうでなくてもよく、具体的には、システムの実施形態において、サービサアンビリカル第２端部６５４との係合状態において留まっていてもよく又はそうでなくてもよく、この場合に、サービサアンビリカル第２端部６５４は、マニピュレータアーム１４０の連続的な係合のニーズを伴うことなしに、クライアントアンビリカルコネクタ４０と係合した又はこの内部にプラグ結合された状態において留まるように構成されている。換言すれば、いくつかの実施形態において、マニピュレータアーム１４０は、クライアントの整備の際にサービサアンビリカルに装着された状態において留まっている必要はなく、その理由は、サービサアンビリカル第２端部６５４は、クライアントアンビリカルコネクタ４０内にプラグ結合されたら、マニピュレータアーム１４０との継続する接続（例えば、プラグ結合軸に沿った前方圧力）を必要とすることなしに堅固にプラグ結合された状態において留まるからである。アンビリカルコネクタ４０内へのサービサアンビリカルのこのような支援されない連続的なプラグ結合は、その他のものに加えて、プラグ結合の形状（例えば、後述する必要とされるクロッキング及び回転）、プラグ結合の摩擦又は干渉嵌め、などにより、可能とすることができる。マニピュレータアーム１４０の支援を伴うことなしにアンビリカルコネクタ４０内にプラグ結合された状態において留まるサービサアンビリカルの能力は、このような能力が、その他のものに加えて、マニピュレータアームが、クライアントの整備の際に、サービスパッケージをクライアントに装着すること、第２サービサアンビリカルを第２アンビリカルコネクタに装着すること、などのようなその他の機能を実行することを可能にしていることから、有利である。ステップ７２４の完了の後に、方法７００は、ステップ７３２に進んでいる。
【0087】
ステップ７３２において、サービサアンビリカル第２端部６５４は、プラグ結合軸４１に沿ってアンビリカルコネクタ４０からプラグ結合解除又は接続解除されている。ステップ７３２は、方法４００のステップ４４８の態様に類似している。アンビリカルコネクタがクロッキング要件を有する一実施形態において、サービサアンビリカル第２端部６５４は、アンビリカルコネクタ４０から離れるように又はこれから外に軸方向において引っ張られる前に、まず、マニピュレータアーム第２端部６４４によって回転されている。ステップ７３２の完了の後に、方法７００は、ステップ７３６に進んでいる。
【0088】
ステップ７３６において、マニピュレータアーム６４０は、まず、空洞６７１内にサービサアンビリカル６５０を収容しており、これは、サービサアンビリカル６５０の畳み込み又は巻き上げを必要としている。ステップ７３６は、方法４００のステップ４４８及び４５２の態様に類似している。一実施形態において、サービサアンビリカル６５０の収容は、空洞６７１内又はその近傍において収容されているメカニズムによって促進又は支援されており、このようなメカニズムは、任意選択により、プロセッサ３６０によって制御されている。例えば、メカニズムは、サービサアンビリカル６５０の延長又は展開、スプリング又はその他の退却メカニズム、電磁的なもの、などにより、リールイン及びアウトされうるテザーを有することができる。マニピュレータアーム６４０がサービサアンビリカル６５０を収容した後に、マニピュレータアーム自体が収容されている。ステップ７３６の完了の後に、方法４００は、ステップ７４０に進み、方法４５００が終了している。
【0089】
図８は、サービサ宇宙船マニピュレータアーム１４０及びサービサ宇宙船サービサアンビリカル１５０の結合した端部が、接続を形成するべく端部コネクタ４０に接近するのに伴うサービサアンビリカルコネクタ第２端部９５４及びクライアント宇宙船端部コネクタ４０のクローズアップ斜視図８００を描いている。
【0090】
図８には、サービサアンビリカル第２端部９５４のクライアント宇宙船アンビリカルコネクタ面９８２に接近している状態のサービサアンビリカル第２端部８５４と係合又は結合したマニピュレータアーム第２端部８４４が示されている。座標系８０１は、これらのコンポーネントのそれぞれごとに、アライメントされたプラグ結合軸ｚを示している。換言すれば、アンビリカルコネクタのｚ軸９５６は、接続されたマニピュレータアーム第２端部８４４及びサービサアンビリカル第２端部８５４の共通ｚ軸とアライメントされている。
【0091】
アンビリカルコネクタ第２端部９５４のアンビリカルコネクタ面９８２は、クライアント宇宙船のボディ８２０から延在する状態において、３つのクロッキングディボットの組９９１、９９２、及び９９３を有するように描かれている。クロッキングディボット又はアパーチャ又はボイドの組９９１、９９２、９９３は、対称的な構成において、互いから９０度の半径方向オフセットにおいて位置決めされている。また、アンビリカルコネクタ面９５４は、ピン受け入れディボットのペア９９７及び９９８と、矩形ピンポート９９５と、をも有する。ピン受け入れディボットのペア９９７は、アンビリカルコネクタ面のｘ軸９８２ｘの反対側端部において配設されている。
【0092】
アンビリカルコネクタ面９５４の接続のその他の構成も可能であり、図８に描かれているバージョンは、例示を目的としたものに過ぎない。当業者に既知であるアンビリカルコネクタ面９５４の任意の市販の接続構成が可能である。例えば、アンビリカルコネクタ面９５４及び／又はクライアント宇宙船端部コネクタ４０は、一般的に、その両方がすべての目的のために引用によってそのすべてが包含されるthe Falcon 9 Lunch Payload User’s Guide, Rev. 1, Space Exploration Technologies, 09-S-0347及び／又はthe Ariane 5 User’s Manual, Issue 5 Revision 1, July 23011, Arianespaceに記述されているように構成することができる。アンビリカルコネクタ面９５４及び／又はクライアント宇宙船端部コネクタ４０のいくつかの実施形態においては、このような接続が地上の動作の際に従来方式で実施された際に、サービサアンビリカルをクライアントアンビリカルコネクタと接続するべく、１つ又は複数のラッチ装置（ラッチレシーバ又はラッチ延長部のいずれか）が従来方式で使用されている。これに加えて又はこの代わりに、当業者に既知のこのようなラッチ装置又はその他の接続メカニズムが、本開示のシステムと関連していてもよく又はそうでなくてもよい。
【0093】
サービサアンビリカル第２端部８５４のサービサアンビリカル第２端部面８８２は、アンビリカルコネクタ面９８２と係合又は接続するべく反対のコネクタの組を有する。具体的には、サービサアンビリカル第２端部面８８２は、（個々のクロッキングディボット９９１、９９２、及び９９３と係合する）３つの閉鎖延長部の組８９１、８９２、及び８９３、（個々のピン受け入れディボット９９７及び９９８と係合する）ピンのペア８９７及び８９８、並びに（矩形ピンポート９９５と係合する）矩形ピンプラグ８９５を有する。サービサアンビリカル第２端部面８８２は、マニピュレータアーム第２端部の唇部８８１内にフィットしている。サービサアンビリカル第２端部面８８２は、サービサアンビリカル第２端部面のｘ軸８８２ｘと、８８２ｙのサービサアンビリカル第２端部面のｙ軸と、を有し、サービサアンビリカル第２端部面８８２は、角度γだけ、回転においてサービサアンビリカル第２端部面とオフセットされている。
【0094】
マニピュレータアーム第２端部の唇部８８１は、サービサアンビリカル第２端部面８８２の正確な制御又は位置決めを支援するべく、センサ８８５及び延在ガイドの組８８６、８８７を有する。センサ及び延長部のその他の構成も可能である。
【0095】
一実施形態において、センサ８８５は、可視帯域カメラ、赤外線カメラ、又はその他のカメラなどのカメラであある。センサ８８５は、プロセッサ３８６に提供されるセンサデータを検知又は計測している。例えば、センサ８８５のデータは、例えば、カメラから収集される画像、例えば、レーダー又はｌｉｄａｒから収集される測距データ、例えば、フォースセンサから収集されるフォースデータ、歪ゲージから収集される歪データ、及び物理的位置決めセンサ又は（延長ガイド８８６、８８７などの）装置を有することができる。一実施形態において、センサは、Scoutcam（商標）によって製造された及び／又はすべての目的のために引用によってそのすべてが包含されるGovrin et alに対する米国特許第１０，４２０，２１６号に記述されているものなどのマイクロカメラである。センサ８８５は、レーダー、ｌａｄａｒ、ｌｉｄａｒ、電磁的なもの、及び当業者に既知のその他のセンサを有するセンサの組であってよい。１つ又は複数のセンサ８８５は、マニピュレータアーム第２の制御を介して、サービサアンビリカル第２端部面８８２の制御を支援するべく又はこれを可能にするべく、センサ計測値をプロセッサに提供している。
【0096】
いくつかの実施形態において、更なる又は代替のセンサは、クライアントアンビリカルコネクタに隣接するところまでの、及び／又は、プラグ結合／プラグ結合解除動作のところまでの、マニピュレータアームの操作を支援するべく及び／又はこれを可能にするべくサービサボディ又はサービサコンポーネントの１つ又は複数のものの上に取り付けることができる。例えば、マニピュレータアームの全般的な又は主要な操作を許容するべく、例えば、クライアントアンビリカルコネクタに対向する表面上などのサービサボディの表面上において広視野カメラなどのセンサを取り付けることができる。一実施形態において、マニピュレータアームの操作を支援するべく又はこれを可能にするべく、ランデブカメラなどの１つ又は複数のランデブセンサがセンサとして利用されている。別の例として、サービサアンビリカル第２端部６５４と係合した又はこれに装着された際などにマニピュレータアームの操作を支援するべく及び／又はこれを可能にするべく、ｌｉｄａｒなどのセンサがマニピュレータアーム第２端部８４４上において位置決めされてもよく又は取り付けられてもよい。
【0097】
延長ガイドの組８８６、８８７は、サービサアンビリカル第２端部面８８２の正確な制御又は位置決めを支援するべく、円錐形状の延長部を定義している。具体的には、延長ガイドの組８８６、８８７は、一構成において、クライアント宇宙船のボディ８２０を取り囲む外周表面に物理的に係合することができる。一構成において、延長ガイドの組８８６、８８７は、引き込み可能である。一実施形態において、円錐様のガイドは、サービサアンビリカル第２端部面８８２の正確な制御を支援するべく、サービサアンビリカル第２端部面８８２及び／又はマニピュレータアーム第２端部８４４の端部にフィットしている。一実施形態において、クライアント宇宙船端部コネクタ４０内にプラグ結合された際に、サービサアンビリカルコネクタ第２端部９５４の接続されたインターフェイスを包む又はカバーするべく、サービサアンビリカル第２端部面８８２及び／又はマニピュレータアーム第２端部８４４から延在するように、保護カバーが取り付けられている。
【0098】
以上において簡潔に記述したように、いくつかの実施形態において、マニピュレータアーム１４０は、クライアントの整備の際にサービサアンビリカルに装着された状態において留まることが必要とされてはおらず、その理由は、サービサアンビリカル第２端部面８８２は、クライアントアンビリカルコネクタ第２端部９５４内にプラグ結合されたら、マニピュレータアーム１４０との間の継続した接続を必要とすることなしに堅固にプラグ結合された状態に留まっているからである。アンビリカルコネクタ４０内へのサービサアンビリカルの支援されない連続的なプラグ結合は、サービサアンビリカル第２端部８５４の特徴により、提供することができる。例えば、サービサアンビリカル第２端部８５４は、２つが一緒にプラグ結合されたら、接続が安定した及び確実なものになるように、クライアントアンビリカルコネクタ第２端部９５４との間において干渉嵌め又は摩擦嵌めを形成することができる。別の例において、サービサアンビリカル第２端部８５４は、確実な且つ安定した物理的接続を提供するべく、当業者には既知のスロット又はその他の形状若しくは特徴を有することができる。「確実な且つ安定した接続」とは、振動などの相対的に小さな力の擾乱、揺れなどの力の衝撃、及び、捩れ又は回転の印加の際にも接続された状態において留まる接続を意味している。別の例においては、オス／メスクロッキング接続の組（個々のクロッキングディボット９９１、９９２、及び９９３と係合するサービサアンビリカル第２端部面８２２の３つの閉鎖延長部８９１、８９２、及び８９３の組）が、安定した且つ確実な接続を提供している。
【0099】
サービサアンビリカル第２端部８５４とクライアントアンビリカルコネクタ第２端部９５４との間のプラグ結合（並びに、プラグ結合解除）動作の際には、力が、例えば、キャプチャアームの組、マニピュレータアーム、などのような結合されたサービサ－クライアントシステムの１つ又は複数のコンポーネントに付与されうることに留意されたい。干渉嵌め及びクロッキング嵌めを伴う上述の例においては、このような力は、１つ又は複数のシステムコンポーネントに転送されることになろう。
【0100】
いくつかの実施形態及び／又は動作においては、このような力は、プラグ結合及び／又はプログ結合解除の際に、付与されず、或いは、わずかな力しか付与されていない。例えば、図７の構成において、延長ガイドの組８８６、８８７は、まったく力をシステムに転送しない又は最小限の力しかシステムに転送しないプラグ結合及びプラグ結合解除動作を許容することができる又はこれを可能にすることができる。一実施形態において、延長ガイドの組８８６、８８７は、結合されたサービサ－クライアントシステムにシステムに対する力の転送が付与されないように又はこれに対する最小限の力の転送が付与されるように、アンビリカルコネクタ面９５４の周りの境界線又はその隣接したエリアに対する確実な装着を提供するように構成されている。一実施形態において、延長ガイドの組８８６、８８７は、連続的又はほぼ連続的な漏斗形状を形成しているか又はその代わりにこれ自体であり（その形状がクライアントアンビリカルコネクタ第２端部９５４から離れるように延在するのに伴って直径が広くなっている）、漏斗形状は、結合されたサービサ－クライアントシステムにシステムに対する力の転送が付与されないように又はこれに対する最小限の力の転送が付与されるように、アンビリカルコネクタ面９５４の周りの境界線又はこれに隣接したエリアと係合している。
【0101】
図８のサービサアンビリカル第２端部８５４は、マニピュレータアーム第２端部の窓８４６を通じてマニピュレータアーム第２端部８４４の内部から外部に配線されるように描かれている。サービサアンビリカルの内部は、サービサアンビリカル内において保持されているワイヤの束８５６を示すように描かれている。ワイヤの束８５６内のワイヤの数及びタイプは、その他のものに加えて、クライアントと通信するべく地上動作の際に従来から使用されているアンビリカルコネクタによって実行される機能に応じて決定される。
【0102】
図９は、図８に詳しく示されているクライアントアンビリカルコネクタの近傍における正確な制御動作の際のマニピュレータアーム及びサービサアンビリカル端部の動作の使用の方法のフロー図である。本開示のその他の図、具体的には、図３及び図８を参照し、図９の方法９００について説明することとする。
【0103】
全般的に、方法９００は、ステップ９０４において開始しており、ステップ９４０において終了している。本明細書において記述されているステップ、機能、及び動作の任意のものは、連続的に且つ自動的に実行することができる。いくつかの実施形態において、使用の方法９００のステップの１つ又は複数は、方法９００のステップを含むべく、コンピュータ制御、コンピュータプロセッサの使用、及び／又はなんらかのレベルの自動化を有することができる。実際に、方法９００のステップの、すべてではない場合にも、ほとんどは、プロセッサ３２０により、完全ではない場合にも、原則的に、自動的に実行されている。但し、いくつかの実施形態において、ステップのいくつかのもの又はステップのいくつかのものの一部分は、人間による介入と協働状態において、或いは、これのみにより、実行されている。例えば、人間の操作者は、ステップ９２８においてサービサアンビリカル第２端部の最終的な前進を確認する、ステップ９３２においてサービサアンビリカル第２端部の最終的な回転を確認する、及び／又は、（例えば、方法７００のステップ７２８などの）サービサとクライアントの間の電気エネルギーの転送において電力を確認する任務を負うことができる。
【0104】
ステップは、増大する数値順序において概念的に後続しているが、いくつかの実施形態においては、いくつかのステップが省略されてもよく、いくつかのステップが追加されてもよく、ステップは、増大する数値順序以外において後続することもできる。ユーザーは、ディスプレイ／ＧＵＩを使用することにより、記述されているステップの１つ又は複数とやり取りしてもよく又はこれらを実行してもよい。
【0105】
ステップ９０４において開始した後に、方法９００は、ステップ９０８に進んでいる。ステップ９０８において、マニピュレータアーム１４０は、装着されたサービサアンビリカル１５０をクライアントアンビリカルコネクタ４０に隣接する又はその近傍の位置まで操作している。プロセッサ３６０は、ステップ９０８において第１位置決め制御モードにおいて動作することができる。ステップ９０８は、方法７００のステップ７１６に類似しており、図６Ｃにおいて描かれているとおりである。ステップ９０８の完了の後に、方法９００は、ステップ９１２に継続している。
【0106】
ステップ９１２において、正確な位置制御システムが、起動され、及び／又は、マニピュレータアームの主要な制御手段となっている。正確な位置制御は、一実施形態においては、プロセッサ３６０によって操作及び／又は制御されている１つ又は複数のセンサ８８５及び／又は延長ガイドの組８８６、８８７により、可能になっている。一実施形態において、正確な位置制御は、マニピュレータアーム第２端部８４４が、結合されたサービサアンビリカル第２端部面８８２と共に、１つ又は複数のセンサ８８５を動作させた際に散逸される電力を節約するべくアンビリカルコネクタ面９８２の近傍に位置している際にのみ、起動することができる。ステップ９１２の完了の後に、方法９００は、ステップ９１２に継続している。
【0107】
ステップ９１６において、図８及び図６Ｄに描かれているように、サービサアンビリカル第２端部面８８２のｚ軸がアンビリカルコネクタのｚ軸９５６と実質的にアライメントされている。ステップ９１６の完了の後に、方法９００は、ステップ９２４に継続している。
【0108】
ステップ９２４において、延長ガイドの組８８６、８８７とクライアント宇宙船のボディ８２０の取り囲んでいる表面の間において、初期の物理的な接触が実施されている。（延長ガイド８８６、８８７の１つ又は両方のものの遠端において取り付けられたフォースセンサを含むいくつかの手段の任意のものによって計測される）このような接触の際には、進む前にシステム動作に対する完全性チェックなどのチェックを実行するべく、サービサアンビリカル第２端部面８８２の前進を停止させることができる。また、接続を保護するべく、実行するのか／実行しないのかの人間による確認を実行することもできる。ステップ９２４の完了の後に、方法９００は、ステップ９２８に継続している。
【0109】
ステップ９２８において、サービサアンビリカル第２端部面８８２は、アンビリカルコネクタ面９８２に向かってｚ軸９５６に沿って前進している。前進の際に、延長ガイドの組８８６、８８７は、クライアントボディ８２０との物理的接触から接続解除されるように完全に又は部分的に引っ込んでもよく、或いは、サービサアンビリカル第２端部面８８２の前進を防止又は制限しないように望遠鏡方式又はその他の方式で引っ込んでもよい。ステップ９２８の完了の後に、方法９００は、ステップ９３２に継続している。
【0110】
ステップ９３２において、プロセッサ３６０によって制御されている１つ又は複数のセンサ８８５の支援により、サービサアンビリカル第２端部面８８２は、アンビリカルコネクタ面９８２とアライメントするように回転されている。更に詳しくは、サービサアンビリカル第２端部面８８２の回転は、３つの閉鎖延長部の組８９１、８９２、及び８９３を個々のクロッキングディボット９９１、９９２、及び９９３とアライメントさせるように、ピンのペア８９７及び８９８を個々のピン受け入れディボット９９７及び９９８とアライメントさせるように、且つ、矩形ピンプラグ８９５を矩形ピンポート９９５とアライメントさせるように、実行されている。このような回転アライメントは、サービサアンビリカル第２端部面の角度γが完全ではない場合にも実質的にゼロになるように、サービサアンビリカル第２端部面８８２をアンビリカルコネクタ面９８２とアライメントしている。ステップ９３２の完了の後に、方法９００は、ステップ９３６に継続している。
【0111】
ステップ９３６において、サービサアンビリカル第２端部面８８２は、アンビリカルコネクタ面９８２との間に接続を形成するべく、ｚ軸９５６に沿った最終的な前進を経験している。ステップ９３６の完了の後に、方法９００は、ステップ９４０において終了している。
【0112】
以上、衛星などの宇宙船に対する軌道内整備を提供するシステム及び使用の方法との関係において、本開示の例示用のシステム及び方法について説明した。宇宙望遠鏡、宇宙ステーション、などの整備などの、開示されているシステム及び方法のその他の使用又は用途も可能である。また、不必要に本開示を曖昧にすることを避けるべく、以上の説明は、いくつかの既知の構造及び装置並びにその他の用途及び実施形態を省略している。この省略は、請求項の範囲の限定として解釈されてはならない。本開示の理解を提供するべく、特定の詳細が記述されている。但し、本開示は、本明細書において記述されている特定の詳細を超えて様々な方法によって実施されうることを理解されたい。
【0113】
更には、要素を接続している様々なリンクは、有線又は無線リンク、又はこれらの組合せ、或いは、接続された要素との間においてデータを供給及び／又は通信する能力を有する任意のその他の既知の又は将来開発される１つ又は複数の要素でありうることを理解されたい。また、これらの有線又は無線リンクは、保護されたリンクであることが可能であり、暗号化された情報を通信する能力を有することができる。例えば、リンクとして使用される送信媒体は、同軸ケーブル、銅ワイヤ、及び光ファイバを含む電気信号用の任意の適切な担持体であることが可能であり、高周波及び赤外線データ通信の際に生成されるものなどの音響又は光の波の形態を有することができる。
【0114】
また、方法は、特定のイベントのシーケンスとの関係において記述及び図示されているが、このシーケンスの変更、追加、及び省略は、開示されている実施形態、構成、及び態様の動作に対して実質的に影響を及ぼすことなしに発生しうることを理解されたい。
【0115】
本開示のいくつかの変形及び変更を使用することができる。その他のものを提供することなしに本開示のいくつかの特徴を提供することが可能となろう。
【0116】
本開示は、特定の規格及びプロトコルを参照し、態様、実施形態、及び／又は構成において実装されたコンポーネント及び機能について記述しているが、態様、実施形態、及び／又は構成は、このような規格及びプロトコルに限定されるものではない。本明細書において言及されていないその他の類似の規格及びプロトコルも、存在しており、本開示に含まれるものと見なされたい。更には、本明細書において言及されている規格及びプロトコル並びに本明細書において言及されていないその他の類似の規格及びプロトコルは、同一の機能を基本的に有する更に高速の又は更に有効な均等物によって定期的に取って代わられている。同一の機能を有するこのような代替規格及びプロトコルは、本開示に含まれる均等物として見なされたい。
【0117】
本開示は、様々な態様、実施形態、及び／又は構成において、様々な態様、実施形態、構成実施形態、サブ組合せ、及び／又はこれらのサブセットを含む実質的に本明細書において図示及び記述されているコンポーネント、方法、プロセス、システム、及び／又は装置を含む。当業者は、本開示を理解した後に、開示されている態様、実施形態、及び／又は構成を実施及び使用する方法について理解することになろう。本開示は、例えば、性能を改善するべく、実装形態の容易性を実現するべく、及び／又は、その費用を低減するべく、様々な態様、実施形態、及び／又は構成において、本明細書において図示及び／又は記述されていない品目が存在していない状態において装置及びプロセスを提供すること、或いは、本明細書の様々な態様、実施形態、及び／又は構成において、以前の装置又はプロセスにおいて使用されうるこのような品目が存在しない状態において装置及びプロセスを含むこと、を含む。
【0118】
以上の説明は、例示及び説明を目的として提示されたものである。以上の内容は、本開示を本明細書において開示されている１つ又は複数の形態に限定することを意図したものではない。上述の詳細な説明においては、例えば、本開示の様々な特徴は、本開示を合理化することを目的として、１つ又は複数の態様、実施形態、及び／又は構成において１つにグループ化されている。本開示の態様、実施形態、及び／又は構成の特徴は、上述のもの以外の代替態様、実施形態、及び／又は構成において組み合わせることができる。この開示の方法は、請求項が、それぞれの請求項において明示的に記述されているものよりも多くの特徴を必要としているという意図を反映したものとして解釈されてはならない。むしろ、以下の請求項が反映しているように、本発明の態様は、単一の上述の開示されている態様、実施形態、及び／又は構成のすべての特徴を下回る状態において存在している。従って、以下の請求項は、これにより、それぞれの請求項が本開示の別個の好適な実施形態として自立した状態において、この詳細な説明に包含される。
【0119】
更には、説明は、１つ又は複数の態様、実施形態、及び／又は構成、並びに、特定の変形及び変更の説明を含んでいるが、例えば、本開示を理解した後に当業者が想起しうるその他の変形、組合せ、及び変更も、本開示の範囲に含まれている。それらの代替の、相互交換可能な、及び／又は、等価な構造、機能、範囲、又はステップが本明細書において開示されているかどうかとは無関係に、且つ、任意の特許可能な主題を公的に宣言する意図を伴うことなしに、特許請求されているものに対する代替の、相互交換可能な、及び／又は、等価な構造、機能、範囲、又はステップを含む代替の態様、実施形態、及び／又は構成を許容された程度に含む権限を取得することが意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図6D】
【図7】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】